一种镀有光催化层和抗菌金属离子的自洁净玻璃的制造方法技术

本发明专利技术涉及一种镀有二氧化钛光催化层和抗菌纳米金属离子的自洁净光催化抗菌玻璃的制造方法。该方法包括以溶胶凝胶法制备光催化薄膜；对玻璃表面的清洁预处理；以钛醇盐水解制备二氧化钛溶胶；将抗菌纳米金属离子分散于二氧化钛溶胶中；采用浸渍提拉法镀膜；镀膜玻璃在干燥后进行高温烧结；对玻璃进行增厚镀膜。本发明专利技术具有工艺简单，无毒，质量易于控制，光催化活性强、硬度高、耐用等特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种自洁净光催化抗菌玻璃及其生产工艺，属于玻璃镀膜

技术介绍
近年来，国内外对无机抗菌材料的研究方兴未艾。抗菌玻璃的应用领域也由 原来的食品、医疗等方面，逐渐扩展到日常生活用品、建筑材料、水处理等相 关领域。因此，应用于不同领域，具有不同特性的抗菌玻璃逐渐面世。目前制造抗菌玻璃材料的方法包括两大类(1)在玻璃表面镀上一层具有光 催化性能的Ti02镀膜。为防止玻璃表面的钠离子向Ti02镀膜层扩散，常在玻 璃表面镀一层Si02以阻止钠离子的扩散。光催化材料以微粉和薄膜的方式与玻 璃复合，常用的制造方法包括化学气相沉积法、磁控溅射法和溶胶-凝胶法；(2) 将含银、铜、锌等无机离子的抗菌材料直接与玻璃熔融制成抗菌玻璃材料，或 者将抗菌材料的溶液涂覆在玻璃表面，通过热处理方法镀在玻璃表面。经过Ti02镀膜处理的玻璃，在光照条件下具有抗菌、防污、能分解有机物 和有害气体的作用。Ti02作为一种光催化半导体抗菌剂，在波长小于387nm的 光照条件下能吸收能量高于其禁带宽度的光辐射，产生电子跃迁，价电子被激 发到导带，并将能量传递给周围的介质，诱发光化学反应，其机理可概括如下该电子具有强还原能力，电子与空气中的氧反应生成具有强氧化能力的氧负离 子e— +。2——23由于空穴具有氧化能力，与光催化剂表面的微量水分反应，生成氢氧根负离子r +//2o——>*cw+/r由于氧负离子和氢氧根负离子具有强氧化性，高于有机化合物中的化学键能， 可以引发绝大多数有机化合物分子发生氧化反应，并进一步氧化生成二氧化碳 和水，因此具有很强的分解有机物和抗菌去污功能。玻璃Ti02镀膜还具有超亲水特性，即水在纳米Ti02薄膜表面的接触角极小。 这一特性赋予了材料抗雾、快干等功能。因此，Ti02镀膜的自清洁效应是其超 亲水性和光催化性共同作用的结果。随着人民生活水平的提高，人们对健康水平和卫生条件的要求越来越高，抗 菌玻璃在保持原有使用功能的同时，增加了抗菌、自清洁的功能，具有广阔的 应用前景和利用价值。目前的抗菌玻璃生产工艺在玻璃的色泽、透过率、硬度、化学稳定性等方面 均应进一步提高并增强玻璃表面的亲水性和自洁性能。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种质量易于控制、抗菌作用强、玻璃硬度高的纳米光 催化自洁净玻璃制造方法。本专利技术的目的是这样实现的(1) 对用于制备薄膜的玻璃进行清洁处理使用稀盐酸或硫酸进行表面酸洗以 去除玻璃表面的污物，然后用去离子水清洗，之后进行烘干。(2) 以钛醇盐水解制备二氧化钛溶胶，其钛酸盐为钛酸四丁酯；所用溶剂为乙 醇、异丙醇或水中的一种或几种组合；络合稳定剂为三乙醇胺、乙酰丙酮、 二乙醇胺、氨水的其中一种或几种。其制备过程为将钛酸酯加入醇溶剂 中，加入络合稳定剂，在搅拌下加入稀酸作为水解催化剂。其质量比为钛酸酯/醇/水/酸/络合催化剂=1 : 5 20 : 2 5 : 0. 1 1 : 0.2~2。(3) 取Ag, Zn， Cu, Fe纳米金属离子中的一种或几种，以0. 1%~1%的质量比 加入到二氧化钛溶胶中。(4) 玻璃镀膜采用浸渍提拉法将洗净后的玻璃片垂直置于含有金属离子的二 氧化钛溶胶中，提拉速度为0. 5~4mm/S。镀膜后的玻璃在100°C下干燥， 然后在7'00。C马福炉中烧结1小时。为增加镀膜厚度，可将己烧结的玻璃 片多次重复浸渍提拉法步骤，重新将玻璃片置于含有金属离子的二氧化钛 溶胶中镀膜，随后进行烧结。本专利技术制备光催化抗菌玻璃，与其他真空溅射、化学气相沉积方法相比，具 有工艺简单，无毒，质量易于控制，硬度高，可见光响应强，可进行多层增厚 镀膜等特点。 具体实施方法实施例一1. 采用稀盐酸清洗玻璃表面，然后用去离子水清洗，置于烘箱中于100°C 干燥。2. 用钛酸盐、乙醇、水，盐酸、三乙醇胺为主要组分，以质量比1 : 5^20 : 2 5 : 0.广l : 0. 2 2配置二氧化钛溶胶。3. 以0. 2%质量分数将Ag纳米金属离子加入到二氧化钛溶胶中。4. 将洗净、干燥后的玻璃片置于上述溶液中，放置5分钟后以lmm/s的速 度从溶液中提出。5. 镀完膜的玻璃在100°C下干燥，然后在700°C马福炉中烧结1小时。6. 将上述步骤处理后的镀膜玻璃冷却即得含有纳米银的光催化抗菌玻璃。 实施例二51. 采用稀盐酸清洗玻璃表面，然后用去离子水清洗，置于烘箱中于100°C 干燥。2. 用钛酸盐、乙醇、水，盐酸、三乙醇胺为主要组分，以质量比1 : 5 20 : 2 5 : 0.广l : 0. 2 2配置二氧化钛溶胶。3. 将0.2WAg， 0.2y。Zn纳米金属离子加入到二氧化钛溶胶中。4. 将洗净、干燥后的玻璃片置于上述溶液中，放置5分钟后以lmm/s的速 度从溶液中提出。5. 镀完膜的玻璃在100°C下干燥，然后在700°C马福炉中烧结1小时。6. 将已镀一层膜的玻璃重复步骤4 — 5，即将玻璃片重新置于含金属离子的 二氧化钛溶胶中，浸渍提拉，100。C下干燥，然后在700。C马福炉中烧结 1小时。重复此步骤两次，即得到镀有三层光催化抗菌膜的玻璃。7. 将上述步骤处理后的镀膜玻璃冷却即得含有纳米金属离子的光催化抗菌 玻璃。采用本专利技术所述的制备方法制得的多层镀膜具有光催化活性强、 硬度高、耐用的特点。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种镀有二氧化钛光催化层和抗菌纳米金属离子的自洁净光催化抗菌玻璃的制造方法，其特征在于以溶胶凝胶法制备光催化薄膜；对玻璃表面的清洁预处理；以钛醇盐水解制备二氧化钛溶胶；将抗菌纳米金属离子分散于二氧化钛溶胶中；采用浸渍提拉法镀膜；镀膜玻璃在干燥后进行高温烧结；重复浸渍提拉法镀膜和烧结过程制得多层镀膜光催化抗菌玻璃。

【技术特征摘要】
1.一种镀有二氧化钛光催化层和抗菌纳米金属离子的自洁净光催化抗菌玻璃的制造方法，其特征在于以溶胶凝胶法制备光催化薄膜；对玻璃表面的清洁预处理；以钛醇盐水解制备二氧化钛溶胶；将抗菌纳米金属离子分散于二氧化钛溶胶中；采用浸渍提拉法镀膜；镀膜玻璃在干燥后进行高温烧结；重复浸渍提拉法镀膜和烧结过程制得多层镀膜光催化抗菌玻璃。2. 如权利要求1所述的光催化抗菌玻璃的制造方法，其特征在于镀膜方法可 应用于石英玻璃或普通钠钙玻璃或陶瓷。3. 如权利要求1所述的光催化抗菌玻璃的制造方法，其特征在于以钛醇盐水 解制备二氧化钛溶胶，其钛酸盐为钛酸四丁酯；所用溶剂为乙醇、异丙醇或 水中的一种或几种组合；络合稳定剂为三乙醇胺、乙酰丙酮、二乙醇胺、氨 水的其中一种或...

【专利技术属性】
技术研发人员：林旺，
申请(专利权)人：林旺，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]