最新-余斌--二氧化钛光催化涂层及自清洁材料应用-PPT文档资料

2019/4/22
1、二氧化钛光催化及亲水的机理--光催化机理
半导体被光辐射时将有一个电子从价 带激发到导带的同时，在价带中产生 一个空穴，这样产生的电子具有还原 能力而空穴则具有氧化能力。活泼的 电子、空穴可以分别从半导体TiO2的 导带(Ｂ)、价带(ＶＢ)迁移至TiO2和 吸附物两相之间的界面上，而且跃过 界面，使吸附物氧化或还原；同时也 存在电子、空穴的复合
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2、二氧化钛涂层的制备 纯水性的钛溶胶薄膜效果 部分结果：
室外自然光照后涂层喷水后的效果：右-涂层，左 -无涂层。
六个月后的使用效果
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接触角度（°）
40 30 20 10 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80
光照时间（min）
紫外灯光照接触角度的变化
纳米二氧化钛光催化涂层及 自清洁材料应用
余斌 深圳大学
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1、二氧化钛光催化及亲水的机理
防雾透明பைடு நூலகம்
自清洁
镜子表面一旦形成雾膜，反射像变得 模糊不清。当水在TiO2薄膜表面的接 触角小于15°时具有高的水流动性， 小于10°时有自清洁效果，小于7°时 有防雾效果。因此高度亲水化表面可 起到防止水分子在表面凝聚成小液滴 防雾效果。用于浴室的镜子、农用暖 房薄膜、仪器仪表的显示屏、汽车交 通工具的门窗玻璃及反光镜
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离子掺杂TiO2光催化
2、 SiO2掺杂
10
醋 酸 浓 度 ×1 04(m ol/ L)
0%
5
(a) (b) (c ) (d)
0 0 30 60
10%
90
5%
20%
120
t/min Effect of SiO2 content on the photocatlaytic decomposing acetic acid of TiO2/SiO2 film
太阳光照水接触角的变化 (涂层处理温度℃: a-100, b-200, c-300, d-400, e-500)
高速公路的玻璃墙的长期使用效果，左-涂层， 右-无涂层。
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建材上的应用和性能体现
自洁玻璃
二氧化钛在太阳光或紫外光照射下，会产生超亲水性 能，亲水角可达0到5度，使得玻璃在自然条件下具有良好 的清洗性，表面的有机杂物在光照和钛的作用下得到逐步 分解。
No irradiation
UV 20min
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紫外光照对亲水性的影响
UV 40min
UV 60min
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紫外光照对亲水性的影响
结论：



在紫外光照下，普通玻璃的亲水角变化不大，TiO2 涂层玻璃的亲水角迅速减小至0； 室温、100℃、200℃、300℃、400℃、500℃和钢 化处理的TiO2涂层的亲水角的减小速度是加快的。 故TiO2涂层的亲水性是由紫外光照引起的，且其亲 水性能随涂层处理温度的升高而增强。
四氯化钛， 纳米氧化 CVD 钛加有机 涂料，无 温度处理 高 高 HCl 少量有机
设备规模 性能
小 光催化优 亲水性好 膜硬耐磨
大 光催化优 亲水性好 膜硬耐磨
大 光催化优 亲水性好 膜硬耐磨
小 光催化优 亲水性好 耐磨性差
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2、二氧化钛涂层的制备 纯水性的钛溶胶制备优点
纯水性的无机二氧化钛溶胶，钛含量在2-10%，溶 胶粒子的粒径分布范围5-50nm，并可加水任意稀释，中 性，PH值为7-8，透明，存放稳定，可采用喷涂、雾化 等方法涂膜，低温（300-500度）温度处理即能得到具 有优良性能氧化钛涂层，具备光催化特性，经过光照后， 具有优异的超亲水性的特点。
建筑材料
常见在建材上的应用包括有：建筑物的外墙、磁砖、 地砖及卫浴设备等。光触媒掺入卫浴设备时可具防污、抗 菌的效果；光触媒涂布于磁砖上，具有抗菌及防滑之功效； 于其它于建材上的应用，还包括隧道中之空气清净及防污、 医院手术室中杀菌地砖等。
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染颜料涂层 光触媒涂层的开发属光触媒应用产业的上、中游，提供 一稳定、安定，并与resin等搭配应用等，在日本已上市相关 商品包括有粉末、覆膜溶液（coating solution）等。
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2、二氧化钛涂层的制备 纯水性的钛溶胶技术特点
深大与浙大共同就自清洁玻璃的生产在实验 室范围进行了模拟性的制造，结果表明采用共同 合作的涂膜技术，完全可以将由深圳大学研究出 来的二氧化钛涂液在实际的玻璃生产线上进行规 模生产，具有成品率高，速度快，成本低，性能 好的特点，可进行离在线制造，投资与成本将大 幅度下降。
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1、二氧化钛光催化及亲水的机理
防雾透明
自清洁
建筑、交通运输工具、广告牌、 路牌等表面上，雨水会自动将 其清洗干净。室内装饰及室内 用具，表面达到高度的亲水性 而便于清洗，上面吸附的尘埃 很容易擦净，非常有利于保持 表面的洁净。汽车车身表面涂 有这种涂料可减少洗车用水 90%。
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空气清净装置 此类的应用多半与室内家具，如家电类、灯具等，或是 汽车等较为封闭性之空间做一搭配。 其它 除了上述利用光触媒之空气清净、自清、防污、抗菌等 功能的应用产品外， 另外光触媒薄膜具有超亲水性质，亦被 利用于汽车后视镜之除水、防雾的功能上。
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紫外光照对亲水性的影响
以钢化涂层玻璃为例，其角度变化过程是：
当安装完成后, 玻璃表面的膜层需要4至7天时间来激活。
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C o n ta c t A n g le
60 50 40 30 20 10 0 0 50 100 150 200
e d c b a
250
S u n lig h t Ir r a d ia tio n T im e ( m in )
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1、二氧化钛光催化及亲水的机理--光催化机理
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2、二氧化钛涂层的制备
深浙技术 技术工艺 水性纳米 溶胶，喷 涂或超声 雾化 低 无 Plkington 三峡建材 耀华 中科纳米
制造成本 环境影响
四 氯 化 钛 ， 钛酸丁酯 CVD 溶胶，有 机溶剂， 提拉 高 高 HCl 有机溶剂 气体 大 光催化良 亲水性良 膜硬耐磨