一种有序双层膜微球壳结构玻璃及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种有序双层膜微球壳结构玻璃，包括微球壳玻璃板,表面设有一层紧密排布的SiO

Ordered double layer film microsphere shell structure glass and manufacturing method thereof

The invention relates to an ordered double layer film microsphere shell structure glass, which comprises a microsphere shell and a glass plate, and the surface is provided with a layer of closely arranged SiO

【技术实现步骤摘要】
一种有序双层膜微球壳结构玻璃及其制造方法
本专利技术属于特种玻璃材料加工生产
，涉及一种有序双层膜微球壳结构玻璃及其制造方法，具体涉及一种有序密集排布的ICS/AZO(In掺杂CdS和Al掺杂ZnO)双层膜微球壳结构玻璃及其制造方法。
技术介绍
目前大部分建筑窗玻璃采用的是普通玻璃、颜色玻璃或中空玻璃(两片玻璃之间夹放框架并密封)，其对建筑节能和舒适虽有一定作用，但是满足不了人们的需求。除此之外，还有一种较流行的技术方法-即在普通单片玻璃上贴膜或镀膜，也能较好地达到一定的夏季隔热、冬季保温的目的。近年来在国际上热门的产品还有低辐射镀膜单片玻璃(简称LowE玻璃)和一类新发展的未来玻璃产品-电致变色玻璃。它们在节能效率和性价比等方面都存在不足。中国技术专利申请200420083199.0号公开了一种低辐射镀膜玻璃，它复合有五个膜层：金属氧化物膜层、金属或合金阻挡层、金属银、金属或合金阻挡层、金属氧化物膜层。该复合玻璃结构使用太多的贵金属和合金，成本高、透过率低。上述专利及其它产品都不具备使玻璃的节能和光辐射透过特性处于随着外界环境自动地可微量调整变化的功能，即不具有使玻璃窗实现在白天/夜晚、晴天/阴天交替情形下的透光特性变化的功能；也不具有窗玻璃较为重要的功能—玻璃自清洁作用。关于自清洁及光催化，杂志《功能材料》2007年第38期的“纳米硫化镉的制备表征及其光催化性能研究”一文中报道了用水热法以CdCl2和Na2S为主要原料成功制备了CdS,并进行光催化性能和使用寿命研究，其中的模拟污染物降解率达到100％。在低成本光电导光电催化方面，有许多金属氧化物和掺杂型氧化物也是很好的候选材料。与CdS以及典型的光催化材料TiO2有类似特性的金属氧化物还有ZnO，杂志《ThinSolidFilms》2006年第496期(P.89-94)报道了在ZnO和In2O3的掺杂及多相相图理论等方面的一些仔细深入的工作，特别是ZnO的导电/光电/光催化研究倍受关注，这主要是ZnO不仅具有上述优良材料的基本性能,而且它的资源丰富、价格便宜、无毒,进一步研发的空间很大。杂志《ThinSolidFilms》2006年第496期(P.89-94)报道了在ZnO和In2O3的掺杂及多相相图理论等方面的一些仔细深入的工作。特别是有关Al掺杂的ZnO(这里简称AZO)的研究也倍受关注，这主要是ZnO和Al掺杂的ZnO不仅具有导电、光电、光催化等材料的基本性能,而且它们的资源丰富、价格便宜、无毒,进一步研发的空间很大。目前，在市场和文献中都还没有具备富贵黄颜色的装饰效果，具有光电、光电催化自我清洁等功能，具有低辐射率节能效果，具有不使用额外电控传感系统就能自动随着外界光线强度而微量改变玻璃的光辐射透过特性的“有序双层膜微球壳结构玻璃”,它的结构、制备方法和效能和与以往的传统的产品和生产方法都不一样。
技术实现思路
本专利技术解决和克服了现有技术上述存在的问题，利用化学制备方法提供了一种有序双层膜微球壳结构玻璃及其制造方法。本专利技术是采用如下技术方案实现的，结合附图说明如下：一种有序双层膜微球壳结构玻璃，包括微球壳玻璃板1,其特征在于：所述微球壳玻璃板1表面设有一层紧密排布的SiO2微球2，SiO2微球2的表面设有第一层球壳ICS3和第二层球壳AZO4双层薄膜。技术方案中所述微球壳玻璃板1是平板或者是曲面板，微球壳玻璃板1的面积是在1-56000平方厘米之间。所述第一层球壳ICS3的覆盖面积是从1/3球冠到完整微球的表面积；所述第二层球壳AZO4的覆盖面积是从1/3球冠到完整微球的表面积。技术方案中所述SiO2微球2的尺度是在0.3-200微米之间；所述第一层球壳ICS3薄膜的厚度是在10-1980纳米之间；所述第二层球壳AZO4薄膜的厚度是在10-1980纳米之间。一种有序双层膜微球壳结构玻璃的制造方法,包括以下步骤：步骤一：在微球壳玻璃板1表面设有一层紧密排布的SiO2微球2：所述SiO2微球2是采用含硅的乙醇反应液并利用正硅酸乙脂TEOS的水解缩聚和二次或二次以上连续生长方法合成；步骤二：SiO2微球2的表面制备第一层球壳ICS薄膜：所述第一层球壳ICS薄膜生长使用含镉氢氧化氨溶液Ⅰ和含硫氢氧化氨溶液Ⅱ在反应槽中进行胶体化学反应，在反应过程中把待沉积的玻璃基片放入反应槽中的化学溶液内,同时提供超声波能量控制化学反应在玻璃表面上制备出第一层球壳ICS膜；步骤三：在第一层球壳ICS薄膜上制备第二层球壳AZO薄膜：所述第二层球壳AZO薄膜的生长使用含锌的乙二醇甲醚溶液Ⅰ和含铝乙二醇甲醚溶液Ⅱ在反应槽中进行胶体化学反应，在反应过程中同时提供超声波能量，然后通过旋涂方法在第一层球壳ICS薄膜表面上制备出第二层球壳AZO薄膜。技术方案步骤一中所述含硅的乙醇反应液为正硅酸乙醋0.10-0.19mol/L,反应过程滴加微量氨水NH3控制条件；然后应用毛细原理展开垂直提拉方法在玻璃表面上制备出SiO2微球结构排列的单层。技术方案步骤二中所述制备第一层球壳ICS薄膜具体步骤如下：1)配制含镉氢氧化氨溶液Ⅰ、含硫氢氧化氨溶液Ⅱ：所述含镉氢氧化氨溶液Ⅰ为:氯化镉0.012-0.018mol/L,三氯化铟0.004-0.009mol/L，氯化铵0.035-0.045mol/L,氢氧化氨0.768-0.777mol/L；所述含硫氢氧化氨溶液Ⅱ为:氯化铵0.035-0.045mol/L,氢氧化氨0.768-0.777mol/L,硫脲0.16-0.22mol/L；2)将镉氢氧化氨溶液Ⅰ、含硫氢氧化氨溶液Ⅱ加热并混合得到混合后的反应溶液，将温度控制在50-90℃范围；3)将超声波选定为15-75千赫频率；4)将45-250瓦输出功率的能量场施加到混合后的反应溶液内；5)将洁净的玻璃基片接触混合后的反应溶液,经过5-20分钟时间后,得到第一层球壳ICS(3)薄膜。技术方案步骤三中所述在第一层球壳ICS薄膜上制备第二层球壳AZO薄膜具体步骤如下：1)配制含锌的乙二醇甲醚溶液Ⅰ、含铝乙二醇甲醚溶液Ⅱ：所述含锌的乙二醇甲醚溶液Ⅰ为:二水合乙酸锌1.2-1.7mo1/L,单乙醇胺0.056-0.063mol/L；所述含铝乙二醇甲醚溶液Ⅱ为:六水合三氯化铝0.91-0.98mol/L。2)将含锌的乙二醇甲醚溶液Ⅰ、含铝乙二醇甲醚溶液Ⅱ加热并混合得到混合后的反应溶液，将温度控制在50-90℃范围；3)将超声波选定为15-75千赫频率；4)将45-250瓦输出功率的能量场施加到混合后的反应溶液内；5)将已经完成第一层球壳ICS薄膜制备的玻璃基片接触混合后的反应溶液,得到第二层球壳AZO薄膜。技术方案中所述正硅酸乙醋优选0.14mol/L。技术方案中所述氯化镉优选0.014mol/L,所述三氯化铟优选0.005mol/L，所述氯化铵优选0.039mol/L,所述氢氧化氨优选0.772mol/L；所述氯化铵优选0.039mol/L,所述氢氧化氨优选0.772mol/L,所述硫脲优选0.19mol/L；技术方案中所述二水合乙酸锌优选1.4mo1/L,所述单乙醇胺优选0.060mol/L；所述六水合三氯化铝优选0.95mol/L。”本专利技术主要利用了多种物理化学原理——(i)半导体光电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有序双层膜微球壳结构玻璃，包括微球壳玻璃板(1),其特征在于：所述微球壳玻璃板(1)表面设有一层紧密排布的SiO

【技术特征摘要】
1.一种有序双层膜微球壳结构玻璃，包括微球壳玻璃板(1),其特征在于：所述微球壳玻璃板(1)表面设有一层紧密排布的SiO2微球(2)，所述SiO2微球(2)的表面设有第一层球壳ICS(3)和第二层球壳AZO(4)双层薄膜。2.根据权利要求1所述的一种有序双层膜微球壳结构玻璃，其特征在于：所述微球壳玻璃板(1)是平板或者是曲面板，微球壳玻璃板(1)的面积是在1-56000平方厘米之间；所述第一层球壳ICS(3)的覆盖面积是从1/3球冠到完整微球的表面积；所述第二层球壳AZO(4)的覆盖面积是从1/3球冠到完整微球的表面积。3.根据权利要求1所述的一种有序双层膜微球壳结构玻璃，其特征在于：所述SiO2微球(2)的尺度是在0.3-200微米之间；所述第一层球壳ICS(3)薄膜的厚度是在10-1980纳米之间；所述第二层球壳AZO(4)薄膜的厚度是在10-1980纳米之间。4.根据权利要求1所述的一种有序双层膜微球壳结构玻璃的制造方法,其特征在于，包括以下步骤：步骤一：在微球壳玻璃板(1)表面设有一层紧密排布的SiO2微球(2)：所述SiO2微球(2)是采用含硅的乙醇反应液并利用正硅酸乙脂TEOS的水解缩聚和二次或二次以上连续生长方法合成；步骤二：SiO2微球(2)的表面制备第一层球壳ICS(3)薄膜：所述第一层球壳ICS(3)薄膜生长使用含镉氢氧化氨溶液Ⅰ和含硫氢氧化氨溶液Ⅱ在反应槽中进行胶体化学反应，在反应过程中把待沉积的玻璃基片放入反应槽中的化学溶液内,同时提供超声波能量控制化学反应在玻璃表面上制备出第一层球壳ICS(3)膜；步骤三：在第一层球壳ICS(3)薄膜上制备第二层球壳AZO(4)薄膜：所述第二层球壳AZO(4)薄膜的生长使用含锌的乙二醇甲醚溶液Ⅰ和含铝乙二醇甲醚溶液Ⅱ在反应槽中进行胶体化学反应，在反应过程中同时提供超声波能量，然后通过旋涂方法在第一层球壳ICS(3)薄膜表面上制备出第二层球壳AZO(4)薄膜。5.根据权利要求4所述的一种有序双层膜微球壳结构玻璃的制造方法，其特征在于：步骤一中所述含硅的乙醇反应液为正硅酸乙醋0.10-0.19mol/L,反应过程滴加微量氨水NH3控制条件；然后应用毛细原理展开垂直提拉方法在玻璃表面上制备出SiO2微球结构排列的单层。6.根据权利要求4所述的一种有序双层膜微球壳结构玻璃的制造方法，其特征在于：步骤二中所述制备第一层球壳ICS(3)薄膜具体步骤如下：1)配制含镉氢...

【专利技术属性】
技术研发人员：程绪信，崔海宁，
申请(专利权)人：肇庆学院，
类型：发明
国别省市：广东,44