一种自清洁玻璃涂层的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种自清洁玻璃涂层的制备方法，包括以下步骤：制备二氧化钛溶胶：将B、Zr、Ce元素掺杂入二氧化钛溶胶中；将掺杂的二氧化钛溶胶涂覆在玻璃表面以生成二氧化钛涂层；以及加热以固化玻璃表面的二氧化钛涂层。本发明专利技术提供了一种新型自清洁玻璃涂层的制备方法，在本发明专利技术中，通过溶胶凝胶法将杂质B，Zr，Ce等掺入氧化钛晶格中，可以降低TiO2的禁带宽度，实现达到利用太阳光中的可见光的目的，提高存在的透光率，并提高光催化效率。从而解决了现有技术中普通玻璃涂层透光率低，太阳光利用率低下等问题。

Preparation of a self-cleaning glass coating

The invention provides a preparation method of self-cleaning glass coating, which comprises the following steps: preparing titanium dioxide sol: doping B, Zr, Ce elements into titanium dioxide sol; coating the doped titanium dioxide sol on the glass surface to form titanium dioxide coating; and heating the titanium dioxide coating to solidify the glass surface. . The invention provides a new self-cleaning glass coating preparation method. In the present invention, the impurity B, Zr, Ce and so on are mixed into the lattice of titanium oxide by sol-gel method, which can reduce the forbidden band width of TiO2, and achieve the purpose of utilizing visible light in the sunlight to increase the transmittance and enhance the photocatalytic efficiency. . Thus, the problems of low transmittance and low utilization ratio of the solar glass in the prior art are solved.

【技术实现步骤摘要】
一种自清洁玻璃涂层的制备方法
本专利技术属于玻璃涂层
，具体地，涉及一种自清洁的玻璃涂层的制备方法。
技术介绍
目前，正在研究或已得到应用的自清洁玻璃多达上百种，从生产方法上总体可分为三大类：磁控溅射法、电子束蒸镀法、溶胶凝胶法；产品的功能也从原先单一的自清洁表面发展为多种复合功能，如低辐射自清洁型，高抑菌型，增透自清洁型等等。但是这些生产方法所得到的自清洁玻璃的禁带宽度较宽，仅紫外线能起光催化作用，但是太阳光辐射能量中紫外线仅仅只占4％～6％，目前的自清洁玻璃普遍存在透光率低以及太阳光利用率较低等问题。因此，有必要提供一种可利用可见光来提高光催化效率和透光率的自清洁玻璃涂层的制备方法。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种具备可见光响应的自清洁玻璃涂层的制备方法。该方法包括以下步骤：制备二氧化钛溶胶：将B、Zr、Ce元素掺杂入所述二氧化钛溶胶中；将掺杂的所述二氧化钛溶胶涂覆在玻璃表面以生成二氧化钛涂层；以及加热以固化所述玻璃表面的二氧化钛涂层。在上述制备方法中，通过溶胶凝胶法制备所述二氧化钛溶胶，且包括以下步骤：按顺序在容器中加入溶剂、乙二胺、异丙醇钛和水；以及使所述容器中的混合液均匀混合并充分反应得到TiO2溶胶。在上述制备方法中，所述溶剂为无水乙醇、甲醇、丙酮中的一种或者多种。在上述制备方法中，通过搅拌器使所述容器中的混合液均匀混合并充分反应1-3小时得到TiO2溶胶。在上述制备方法中，通过超声波搅拌器使所述容器中的混合液均匀混合并充分反应2小时得到TiO2溶胶。在上述制备方法中，加入的溶剂、乙二胺、异丙醇钛和水的质量比为15-25:2-6:2-4:1-3。在上述制备方法中，加入的溶剂、乙二胺、异丙醇钛和水的质量比为20:4:3:2。在上述制备方法中，将B、Zr、Ce元素掺杂入所述二氧化钛溶胶中的步骤进一步包括：将硼酸、异丙醇锆、硝酸铈加入所述二氧化钛溶胶中；以及加入催化剂并搅拌0.5-1.5小时。在上述制备方法中，所述催化剂为酸性催化剂，所述催化剂的加入量为所述二氧化钛溶胶中钛质量比的2％-10％，搅拌时间为1小时。在上述制备方法中，所述催化剂为硝酸、硫酸、硼酸中的一种或多种。在上述制备方法中，将玻璃浸渍在所述二氧化钛溶胶中，或通过喷涂将所述二氧化钛溶胶喷涂在玻璃表面，从而实现将掺杂的所述二氧化钛溶胶涂覆在玻璃表面以生成二氧化钛涂层。在上述制备方法中，加热以固化所述玻璃表面的二氧化钛涂层的步骤进一步包括：将玻璃在烘箱中固化，固化温度为450℃～550℃，升温速率1～2℃/min，保温1小时。本专利技术提供了一种新型自清洁玻璃涂层的制备方法，在本专利技术中，通过溶胶凝胶法将杂质B，Zr，Ce等掺入氧化钛晶格中，可以降低TiO2的禁带宽度，实现达到充分利用太阳光中的可见光的目的，提高存在的透光率，并提高光催化效率。从而解决了由于现有玻璃仅紫外线能起光催化作用的问题，同时还解决了现有技术中普通玻璃涂层透光率低，太阳光利用率低下等问题。本专利技术提供的制备方法可以应用于建筑行业的玻璃幕墙、汽车玻璃、家用玻璃等自清洁。可以赋予玻璃表面高透光率，同时增加光催化效率。玻璃涂层的超亲水性可以解决玻璃表面的防雾问题。附图说明图1A为普通TiO2涂层的光催化降解的示意图。图1B为本专利技术提供的TiO2涂层的光催化降解的示意图。图2为有/无自清洁涂层在2h内雨水冲刷后表面示意图。具体实施方式以下结合具体的实施案例对本专利技术进行具体阐述，但本专利技术的保护范围不仅限于此。一种自清洁玻璃涂层的制备方法，包括以下步骤：制备二氧化钛溶胶：将B、Zr、Ce元素掺杂入所述二氧化钛溶胶中；将掺杂的所述二氧化钛溶胶涂覆在玻璃表面以生成二氧化钛涂层；以及加热以固化所述玻璃表面的二氧化钛涂层。其中，通过溶胶凝胶法制备所述二氧化钛溶胶，且包括以下步骤：按顺序在容器中加入溶剂、乙二胺、异丙醇钛和水；以及使所述容器中的混合液均匀混合并充分反应得到TiO2溶胶。其中，溶剂为无水乙醇、甲醇、丙酮中的一种或者多种的组合，通过搅拌器使所述容器中的混合液均匀混合并充分反应1-3小时得到TiO2溶胶，加入的溶剂、乙二胺、异丙醇钛和水的质量比为15-25:2-6:2-4:1-3。其中，将B、Zr、Ce元素掺杂入所述二氧化钛溶胶中的步骤进一步包括：将硼酸、异丙醇锆、硝酸铈加入所述二氧化钛溶胶中；以及加入催化剂并搅拌0.5-1.5小时。其中，所述催化剂为酸性催化剂，所述催化剂的加入量为所述二氧化钛溶胶中钛质量比的2％-10％，搅拌时间为1小时，催化剂为硝酸、硫酸、硼酸中的一种或多种的组合。其中，将玻璃浸渍在所述二氧化钛溶胶中，或通过喷涂将所述二氧化钛溶胶喷涂在玻璃表面，从而实现将掺杂的所述二氧化钛溶胶涂覆在玻璃表面以生成二氧化钛涂层。其中，加热以固化所述玻璃表面的二氧化钛涂层的步骤进一步包括：将玻璃在烘箱中固化，固化温度为450℃～550℃，升温速率1～2℃/min，保温1小时。实施例1a)通过溶胶凝胶法制备TiO2溶胶：按顺序加入无水乙醇，DEA(乙二胺)，异丙醇钛和水等物质，然后用搅拌器搅拌2小时，充分反应得到TiO2溶胶，加入质量比为20:4:3:2。b)将B、Zr、Ce元素掺杂入二氧化钛溶胶中：分别将掺杂源硼酸、异丙醇锆、硝酸铈加入上述a)中的二氧化钛溶胶中，然后加入催化剂，搅拌1h。催化剂加入比例为钛质量比的10％。催化剂为硝酸。c)玻璃表面涂膜：将玻璃浸渍在二氧化钛溶胶中，从而将掺杂的二氧化钛溶胶涂覆在玻璃表面，以生成二氧化钛涂层。d)固化：将玻璃在烘箱中固化，固化温度设定为500℃，升温速率1℃/min，保温1小时。实施例2a)通过溶胶凝胶法制备TiO2溶胶：按顺序加入甲醇，DEA(乙二胺)、异丙醇钛和水等物质，然后用超声波搅拌器搅拌1小时，充分反应得到TiO2溶胶，加入质量比为18:5:2:1。b)将B、Zr、Ce元素掺杂入二氧化钛溶胶中：分别将掺杂源硼酸、异丙醇锆、硝酸铈加入上述a)中的二氧化钛溶胶中，然后加入催化剂，搅拌1h。催化剂加入比例为钛质量比的6％。催化剂为硫酸。c)玻璃表面涂膜：通过喷涂将溶胶喷涂在玻璃表面，从而将掺杂的所述二氧化钛溶胶涂覆在玻璃表面以生成二氧化钛涂层。d)固化：将玻璃在烘箱中固化，固化温度为450℃，升温速率2℃/min，保温1h。实施例3a)通过溶胶凝胶法制备TiO2溶胶：按顺序加入无水乙醇，DEA(乙二胺)，异丙醇钛和水等物质，然后用搅拌器搅拌3小时，充分反应得到TiO2溶胶，加入质量比为20:4:4:2。b)将B、Zr、Ce元素掺杂入二氧化钛溶胶中：分别将掺杂源硼酸、异丙醇锆、硝酸铈加入上述a)中的二氧化钛溶胶中，然后加入催化剂，搅拌1h。催化剂加入比例为钛质量比的2％。催化剂为硼酸。c)玻璃表面涂膜：将玻璃浸渍在二氧化钛溶胶中，从而将掺杂的二氧化钛溶胶涂覆在玻璃表面，以生成二氧化钛涂层。d)固化：将玻璃在烘箱中固化，固化温度设定为550℃，升温速率1℃/min，保温1小时。通过紫外分光光度计法测定以上实施例1-3制得的二氧化钛涂层的吸收光谱，并推算出涂层的禁带宽度，图1A和图1B分别示出了普通TiO2涂层和本专利技术提供的TiO2涂层的光催化降解的示意图。如图1A和图1B所示，本专利技术提供的T本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自清洁玻璃涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：制备二氧化钛溶胶：将B、Zr、Ce元素掺杂入所述二氧化钛溶胶中；将掺杂的所述二氧化钛溶胶涂覆在玻璃表面以生成二氧化钛涂层；以及加热以固化所述玻璃表面的二氧化钛涂层。

【技术特征摘要】
1.一种自清洁玻璃涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：制备二氧化钛溶胶：将B、Zr、Ce元素掺杂入所述二氧化钛溶胶中；将掺杂的所述二氧化钛溶胶涂覆在玻璃表面以生成二氧化钛涂层；以及加热以固化所述玻璃表面的二氧化钛涂层。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，通过溶胶凝胶法制备所述二氧化钛溶胶，且包括以下步骤：按顺序在容器中加入溶剂、乙二胺、异丙醇钛和水；以及使所述容器中的混合液均匀混合并充分反应得到TiO2溶胶。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂为无水乙醇、甲醇、丙酮中的一种或者多种的组合。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，通过搅拌器使所述容器中的混合液均匀混合并充分反应1-3小时得到TiO2溶胶。5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，通过超声波搅拌器使所述容器中的混合液均匀混合并充分反应2小时得到TiO2溶胶。6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，加入的溶剂、乙二胺、异丙醇钛和水的质量比为15-25:2-6:2-4:1-3。7.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：洛阳尖端技术研究院，洛阳尖端装备技术有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41