自洁净玻璃的制备方法技术

本发明专利技术公开一种自洁净玻璃的生产方法。包括如下步骤：制备掺杂有F、Si原子的纳米二氧化钛粉末；将所述纳米二氧化钛粉末与分散剂按一定比例混合，并研磨制备浆料；玻璃基板预处理，将玻璃基板在1％的氢氟酸溶液中浸泡、洗涤以待用；在预处理后的玻璃基板上采用丝网印刷方式将步骤S2制备的浆料进行镀膜；干燥、烧结得到自洁净玻璃；其中烧结温度为350℃‑450℃。本发明专利技术提供的自洁净玻璃的生产方法，通过拓宽二氧化钛对紫外光的吸收宽度，提高紫外光的利用率，使制备得到的自洁净玻璃能充分降解有机物、杀灭细菌。

【技术实现步骤摘要】
自洁净玻璃的制备方法
本专利技术涉及功能玻璃
，具体涉及一种自洁净玻璃的制备方法。
技术介绍
目前玻璃在建筑、汽车、装饰、能源各领域已经得到了非常广泛的应用，给生活、生产带来了诸多美感和方便。玻璃材料本身的特点也决定了玻璃使用维护难度较大，需要定期对玻璃材料进行清洗等，特别是高层玻璃幕墙等清洗问题，更是一项高危险的工作。所以提供一种只需要简单水冲洗或者完全免清洗的玻璃材料，具有广泛的应用前景。相关技术中，自洁净玻璃的生产工艺主要由两种，一是采用硅溶胶与钛有机化合物，利用溶胶凝胶法进行镀膜，此方法采用硅溶胶作为粘合剂，热处理后生成二氧化硅与二氧化钛膜，二氧化钛的光催化作用可降解有机物、杀灭细菌，达到自洁净的作用；而生成的二氧化硅没有光催化功能，且二氧化硅的加入会降低二氧化钛的光催化活性。二是采用化学气相沉淀法，化学气相沉淀法是利用高温载气，携带含有钛源的有机钛或者无机钛，在玻璃基板上沉淀，最后烧结得自洁净玻璃。上述制膜工艺都是利用二氧化钛的前驱体，最后进行烧结得锐钛矿型或金红石型的二氧化钛，使制备得到的自洁净玻璃的主要机理利用二氧化钛的光催化作用降解有机污染物、杀灭细菌。然而，二氧化钛对紫外光的吸收范围有一定的限制，而不能充分降解有机物、杀灭细菌方面等，使玻璃自洁净性能欠佳。因此，有必要提供一种新的工艺解决上述技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服上述技术问题，提供一种自洁净玻璃的制备方法，通过拓宽二氧化钛对紫外光的吸收宽度，提高紫外光的利用率，使制备得到的自洁净玻璃能充分降解有机物、杀灭细菌。本专利技术的技术方案是：一种自洁净玻璃的制备方法，包括如下步骤：步骤S1：制备掺杂有F、Si原子的纳米二氧化钛粉末；步骤S2：将所述纳米二氧化钛粉末与分散剂按一定比例混合，并研磨制备浆料；步骤S3：玻璃基板预处理，将玻璃基板在1％的氢氟酸溶液中浸泡、洗涤以待用；步骤S4：在步骤S3预处理后的玻璃基板上采用丝网印刷方式将步骤S2制备的浆料进行镀膜；步骤S5：干燥、烧结得到自洁净玻璃；其中烧结温度为350℃-450℃。优选的，步骤S1中，以四氯化钛为钛原，聚乙二醇为表面活性剂，乙醇为溶剂，采用水热法制备纳米二氧化钛粉末。优选的，步骤S1包括以下步骤：步骤S11：将0.2g的聚乙二醇溶解到15ml的四氯化钛乙醇溶液中，其中四氯化钛5ml，乙醇10ml；步骤S12：逐步在步骤S11配制的溶液中加入5ml的水，并充分搅拌20～30分钟；步骤S13：将步骤S12形成的混合溶液转移到聚四氟乙烯为内衬的高压反应釜中，在180℃～200℃水热反应6～12小时后，取出自然冷却至室温得到二氧化钛浆料；步骤S14：将二氧化钛浆料过滤、乙醇洗涤，然后置于真空干燥箱烘干；步骤S15：将烘干后的二氧化钛置于马弗炉中烧结，升温速度控制在10～20℃/min，升温到250℃，保温20～30min后，在马弗炉中以10～50ml/min的流量通入四氟化硅气体，升温至450℃后保温2～4小时，完成烧结；步骤S16：自然冷却至室温得到掺杂有F、Si原子的纳米二氧化钛粉末。优选的，步骤S2中，所述纳米二氧化钛粉末与分散剂按重量百分比计的混合比例为：纳米二氧化钛粉末99-99.5％；分散剂0.5-1％。优选的，所述分散剂为聚乙二醇和乙醇按任意比例复配形成。与相关技术相比，本专利技术提供的自洁净玻璃的制备方法，有益效果在于：一、所述自洁净玻璃的制备方法中，玻璃基板上的镀膜以掺杂有F、Si原子的纳米二氧化钛粉末为原料，二氧化钛粉末中掺杂有F、Si原子，F、Si原子的掺杂，一方面可拓宽二氧化钛对紫外光的吸收宽度，从原料的387nm延伸至410nm，从而提高紫外光的利用率；另一方面在镀膜过程中，有利于薄膜与玻璃基板形成牢固的化学键，使制备的薄膜具有更好的稳定性。二、通过本专利技术提供的制备方法制备得到的自洁净玻璃，自洁净性能优异，表现为对甲基橙、亚甲基蓝溶液的降解率超过95％，最高可达98％。三、本专利技术提供的自洁净玻璃的制备方法，采用锐钛型二氧化钛纳米粉末为原料，使自洁净玻璃能吸收更长波长的紫外光。【具体实施方式】下面将通过具体实施方式对本专利技术作进一步说明。实施例一一种自洁净玻璃的制备方法，包括如下步骤：步骤S1：制备掺杂有F、Si原子的纳米二氧化钛粉末；具体的，包括如下步骤：步骤S11：将0.2g的聚乙二醇溶解到15ml的四氯化钛乙醇溶液中，其中四氯化钛5ml，乙醇10ml；其中，四氯化钛为钛原，聚乙二醇为表面活性剂，乙醇为溶剂；步骤S12：逐步在步骤S11配制的溶液中加入5ml的水，并充分搅拌20～30分钟；步骤S13：将步骤S12形成的混合溶液转移到聚四氟乙烯为内衬的高压反应釜中，在180℃水热反应6～12小时后，取出自然冷却至室温得到二氧化钛浆料；步骤S14：将二氧化钛浆料过滤、乙醇洗涤，然后置于真空干燥箱烘干；步骤S15：将烘干后的二氧化钛置于马弗炉中烧结，升温速度控制在10℃/min，升温到250℃，保温20～30min后，在马弗炉中以10ml/min的流量通入四氟化硅气体，升温至450℃后保温2～4小时，完成烧结；步骤S16：自然冷却至室温得到掺杂有F、Si原子的纳米二氧化钛粉末。步骤S2：将所述纳米二氧化钛粉末与分散剂按一定比例混合，并研磨制备浆料；具体的，所述纳米二氧化钛粉末与分散剂按重量百分比计的混合比例为：纳米二氧化钛粉末99％；分散剂：1％。所述分散剂为聚乙二醇和乙醇按任意比例复配形成。其中，聚乙二醇可以为聚乙二醇400，也可为聚乙二醇200。步骤S3：玻璃基板预处理，将玻璃基板超声洗涤，然后将其置于1％的氢氟酸溶液中浸泡10-20min、洗涤干燥以待用；步骤S4：在步骤S3预处理后的玻璃基板上采用丝网印刷方式将步骤S2制备的浆料进行镀膜；步骤S5：干燥、烧结得到自洁净玻璃；其中烧结温度为350℃。实施例二一种自洁净玻璃的制备方法，包括如下步骤：步骤S1：制备掺杂有F、Si原子的纳米二氧化钛粉末；具体的，包括如下步骤：步骤S11：将0.2g的聚乙二醇溶解到15ml的四氯化钛乙醇溶液中，其中四氯化钛5ml，乙醇10ml；其中，四氯化钛为钛原，聚乙二醇为表面活性剂，乙醇为溶剂；步骤S12：逐步在步骤S11配制的溶液中加入5ml的水，并充分搅拌20～30分钟；步骤S13：将步骤S12形成的混合溶液转移到聚四氟乙烯为内衬的高压反应釜中，在200℃水热反应6～12小时后，取出自然冷却至室温得到二氧化钛浆料；步骤S14：将二氧化钛浆料过滤、乙醇洗涤，然后置于真空干燥箱烘干；步骤S15：将烘干后的二氧化钛置于马弗炉中烧结，升温速度控制在15℃/min，升温到250℃，保温20～30min后，在马弗炉中以30ml/min的流量通入四氟化硅气体，升温至450℃后保温2～4小时，完成烧结；步骤S16：自然冷却至室温得到掺杂有F、Si原子的纳米二氧化钛粉末。步骤S2：将所述纳米二氧化钛粉末与分散剂按一定比例混合，并研磨制备浆料；具体的，所述纳米二氧化钛粉末与分散剂按重量百分比计的混合比例为：纳米二氧化钛粉末99.5％；分散剂：0.5％。所述分散剂为聚乙二醇和乙醇按任意比例复配形成。其中，聚乙二醇可以为聚乙二醇400，也可为聚乙二醇200。步骤S3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自洁净玻璃的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1：制备掺杂有F、Si原子的纳米二氧化钛粉末；步骤S2：将所述纳米二氧化钛粉末与分散剂按一定比例混合，并研磨制备浆料；步骤S3：玻璃基板预处理，将玻璃基板在1％的氢氟酸溶液中浸泡、洗涤以待用；步骤S4：在步骤S3预处理后的玻璃基板上采用丝网印刷方式将步骤S2制备的浆料进行镀膜；步骤S5：干燥、烧结得到自洁净玻璃；其中烧结温度为350℃‑450℃。

【技术特征摘要】
1.一种自洁净玻璃的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1：制备掺杂有F、Si原子的纳米二氧化钛粉末；步骤S2：将所述纳米二氧化钛粉末与分散剂按一定比例混合，并研磨制备浆料；步骤S3：玻璃基板预处理，将玻璃基板在1％的氢氟酸溶液中浸泡、洗涤以待用；步骤S4：在步骤S3预处理后的玻璃基板上采用丝网印刷方式将步骤S2制备的浆料进行镀膜；步骤S5：干燥、烧结得到自洁净玻璃；其中烧结温度为350℃-450℃。2.根据权利要求1所述的自洁净玻璃的制备方法，其特征在于，步骤S1中，以四氯化钛为钛原，聚乙二醇为表面活性剂，乙醇为溶剂，采用水热法制备纳米二氧化钛粉末。3.根据权利要求2所述的自洁净玻璃的制备方法，其特征在于，步骤S1包括以下步骤：步骤S11：将0.2g的聚乙二醇溶解到15ml的四氯化钛乙醇溶液中，其中四氯化钛5ml，乙醇10ml；步骤S12：逐步在步骤S11配制的溶液中加入5ml的水，并充分搅拌20～3...

【专利技术属性】
技术研发人员：李启云，刘超莲，
申请(专利权)人：湖南云平环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43