浅谈自洁玻璃在幕墙中的实际应用及发展前景

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1、浅谈自洁玻璃在幕墙中的实际应用及发展前景摘要：随着玻璃结构在高层建筑屮的大规模应用，传统的润湿清洁和机械清洁既不经济又不方便，已难以满足现实的要求。自洁净玻璃作为光催化技术应用的典范应运而生，它能冇效利用太阳光屮紫外线的能量和雨水的冲刷作用，使玻璃保持自然的清洁，清新明朗。笔者积累了2006.3〜2006.10期间实际工作经验，谈一些心得，供同行共同探讨。关键词：自洁玻璃；光催化；幕墙1.白洁玻璃概念与原理1・1概念自洁玻璃乂称自净玻璃，属于牛态环保型“绿色玻璃”，在平板玻璃表面涂覆一层透明的二氧化钛,光催化剂玻璃，就可制成口洁玻璃。当被称为光触媒的二氧化

2、钛光催化剂玻璃遇到太阳光或荧光灯、紫外线照射吋，在外界光的激发下会使附着在表面的有机物、污染物变为二氧化碳和水并自动消除。1.2.自洁净玻璃的原理1.2.1光催化的白洁净玻璃表而的Ti02玻璃是一种具有光催化活性的材料。纳米级Ti02本身是一种半导体，它在吸收一定波长的光能后产生自由电子(e)空穴(h+)对，并与其表面吸附的OH和02-作用生成经基自由基0H和超氧化物阴离了口由基02-，新生成的0H羚基口由基具有很强的氧化能力，它直接氧化细胞壁、细胞膜和细胞内的组分，导致细菌死亡或变界。在玻璃表面涂覆一层Ti02膜，利用一定条件使其发牛上述的氧化钦的光催化

3、反应可以把吸附在氧化钦表面的冇机物分解为二氧化碳和水，剩余的无机物则被雨水冲刷丁净,1.2.2防雾将Ti02镀在基片上制备成玻璃，与粉体TiO2相比有一个特殊的性质，即超亲水性。在通常情况下，将水滴在TiO2玻璃表面，表面与水右90。以上的接触角，但在紫外光的照射下，水的接触角减小，甚至达到0°（水滴完全浸润氧化钦玻璃表而），显示了玻璃的亲水性。光照停止后，玻璃表而的这种亲水性可以维持数小时甚至儿天，随后乂慢慢地恢复到紫外光照射前情况，玻璃具有的这种性质被称为超亲水性。再用紫外光照射，则再次表现出超亲水性，采用间歇紫外光照射就可以使得玻璃表面始终保持超亲水

4、性。3.自洁净玻璃的应用1.lTiO2玻璃光催化性能的应用作为空气净化材料,玻璃型Ti02不仅能将房间内新建材、粘接剂等产生的甲醛，吸烟产生的乙醛、家庭灰土等产生的甲硫醇等冇机异臭在紫外线照射下分解而消除掉,还能分解油分和冇机的表而污染。Ti02光催化剂与一些气体吸附剂（沸石、活性碳、SiO2等）相结合在弱紫外光激发条件下就可有效地降解低浓度有害气体。对室内主要的气体污染物甲醛、甲苯等的研究结果表明，污染物的光降解与其浓度有关。在高浓度条件下，反应生成中间产物富集在Ti02周围，阻碍了光催化反应的进行，去除效率很低；在较低浓度（如lOOppm）以下,Ti0

5、2表面没有中间产物生成，甲醛和甲苯可比较完全地被Ti02光催化分解为C02和1120。而日常空间屮这些气体浓度都井常低。在居室、办公室窗玻璃、陶瓷等建材表而涂敷Ti02光催化玻璃可冇效地降解这些有机物，净化室内和室外空气。Ti02光催化玻璃对乙醛等臭气的光照射反应显示：当气休的初始浓度大时貝有在紫外光照射下才具有明显的消臭效果，而当其浓度低时，通常的荧光灯就可将其完全分解。量子效率的测定结果表明，进行低浓度乙醛的光催化反应吋，普通荧光灯的效率比紫外光源要高得多,对其它臭气如甲硫醇、硫化物、氨气等也观测到同样的现象。人们对臭气很敏感，但其实际浓度都很低,一般

6、在lOppm以下,这样的浓度只耍使用白色荧光灯所含的紫外光量就足以将其除去。另外一个需要解决的问题就是,Ti02玻璃与玻璃基体相互作用，其光催化性能会受到玻璃的影响。普通的碱石灰玻璃在热处理过程屮钠离子会从基休向外扩散，这将会导致电子空穴符合儿率增加，从而使得催化剂活性降低。我们选择SiO2/TiO2复合玻璃。以甲醛降解为例，图1是没有Si02玻璃预镀层和含有Si02玻璃预镀层的玻璃管负载Si02玻璃光催化剂的甲醛降解曲线。在玻璃管表面预先镀上一层Si02玻璃,48h内甲醛的降解率由67.4%增加到88.l%o说明SiO2预镀层对于阻止钠离子的扩散是很有效

7、的。1020J04050时间/h图1含有和不含Si02预镀层的甲醛降解曲线2.2超亲水自清洁性能在建材屮的应用真正清洁的玻璃表面是高度亲水的（即水的接触角0为零），但在环境空气中，由于吸附污染物分子，B值将不断增大，亲水性变差，当9>5°且玻璃表面温度低于大气所含水汽对应的饱和蒸汽压温度吋,就会发生结雾现象。玻璃表面结雾，会给人们的生产和生活带来诸多不便，如降低运载工具运行的安全性,造成眼睛片、浴室镜子、仪器镜头的影像模糊等。利用Ti02表面的超亲水特性，可使表面具有防污、防雾、易洗、易干等特性，在建筑物窗玻璃、运输工貝的窗玻璃、挡风玻璃及后视镜、浴室镜了

8、、眼镜镜片、测量仪器的罩玻璃等物品表而涂敷一层Ti02玻璃时，即使