纳米二氧化钛镀膜的自洁应用

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1、综述纳米二氧化钛镀膜的自洁应用TlleapplicationofnanometerTi026lIllinanti山acterialself-clealling罗时杰王忠文(中国建材检验认证集团股份有限公司。北京100024)摘要：采用溶胶一凝胶法制备二氧化钛薄膜，讨论二氧化钦薄膜材料在抗茵自洁领域的应用，并对其今后发展进行了展望。关键词：二氧化钛薄膜；制备技术；自洁；应用Abstract：Accordingtoresearchesonnano—dtalliumdio妇de￡11in丘lnlmaterialsathomea11dabroadi11rec

2、entyearS，so卜gelmetllod，a11dthecuⅡentpreparationtechnologyof石t痂umdio】dde曲n丘lmsand七helatestresearch七rendandtheapphcadonsinanti—bacterialself-clea血ngwerealsodiscussed．Titalliumdio菇dec11in一盐nmaterialshaVebroadapplicationprospectsinand—bacterialself‘-clealling，andsoon．Finally，itsdev

3、elopment廿endisprospectedfort11emrthersmdy．Keywords：Ti02右hn；prepara石ontechnology；and—bacterialselfLclealling；apphcadon中图分类号：TQ134．11文献标识码：B文章编号：1003—8965(2014)03一0079—04TiO：薄膜是由Ti02纳米粒子组成的无机半导体纳米结构材料，具有量子尺寸效应和不同于TiO，传统材料的物理特性，可作为新一类性能稳定的半导体材料，更由于其良好的光催化性以及优异的化学热稳定性和亲水性¨．4J，使其在光催

4、化处理、绿色环保催化剂、空气净化剂、抗反射涂层等有很大的发展空间，近年来成为研究的新趋势。T；O：有3种晶型：锐钛矿、金红石矿和板钛矿。Ti02薄膜的制备方法很多，主要有真空蒸发法、溅射法、溶胶一凝胶法、化学气相沉积法、电化学法等，采用不同的方法，所要求的实验设备各不相同，制备的TiO，成分、结构、性能、厚度各不相同，根据相应的用途，选择适宜的制膜方法，以达到设备及药品的最大利用价值。采用先进的镀膜技术，在玻璃表面形成纳米级微粒和纳米级微孔结构的Ti0，的光催化薄膜，在阳光的作用下，光催化剂产生了电子空穴对，以其特有的强氧化能力，将玻璃表面的几乎所有

5、的有机物完全氧化，并降解为相应的无害无机物，在雨水冲刷下便可自洁，从而对环境不会产生二次污染。玻璃表面在催化剂本身的光致两亲性(即亲水、亲油性)的共同作用下，使玻璃表面具有超亲水性，从而使玻璃表面具有自洁、防雾和不易再被污染的功能。日本已经研究开发出TiO，光催化剂数十种，并应用在陶瓷、瓷砖、玻璃纤维等产品中，已取得显著成绩。在我国，北京首都体育馆、北京工人体育场、北京奥体中心采用了光催化自洁材料。TiO，光催化剂不仅有很强的杀菌能力，而且能分解由细菌释放出来的有毒物质，对大肠杆菌的实验证明，紫外光照射30min后，TiO，薄膜表面大肠杆菌死亡率接近

6、80％，约2h后，大肠杆菌完全消除。在医院病房、手术室以及人群密集的区域安放TiO，光催化剂后，可有效杀死细菌，防止感染。1二氧化钛薄膜的制备溶胶一凝胶法制备工艺简单，不需要真空条件和昂贵的设备，制备成本低，便于应用推广，且制备的材料纯度高、均匀性强、反应条件易控制，可以实现定量掺杂等特点，成为目前研究较多的方法。溶胶一凝胶法常采用钛醇盐作为原料，在溶胶一凝胶法制备过程中，主要的影响因素有溶液的pH值、水的加入量、添加的速率、加入催化剂的种类与添加量、水与醇的摩尔比及搅拌速率等，pH是水解和缩合的重要参数，研究表明，薄膜的性能强烈依赖于制备过程和表面

7、微观结构¨。6J。Negishi等"o用溶胶一凝胶法在碳酸玻璃上提拉TiO，光催化剂薄膜，用异丙基原钛酸盐和oc一萜品醇分别作Ti0：的原料和溶剂，所有TiO：薄膜均在450。C下烘烤1h，薄膜中的Ti02以锐钛矿结构形式存在。薄膜对N0具有较强的光氧化能力。孟丹等旧1以Ti(OBu)。为前驱体，通过溶胶一凝胶浸渍提拉法在玻璃基片上制备Ti0，薄膜，研究了无水乙醇、浓盐酸、超纯水对其结构和性能的影响，获得了纳米TiO，薄膜的最佳制备条件是n[Ti(OBu)。]：n(C2H50H)=1：25，n[Tj{OBu)]：nlH20)=1：2，n[Ti(OBu

8、)4]：n{HCl)=1：1，该条件下制备的纳米TiO，单层多层薄膜均匀、光滑、透明、牢固。Zayjm‘9o