CN102897833A - 一种用于自清洁玻璃的二氧化钛溶胶的制备方法 - Google Patents

一种用于自清洁玻璃的二氧化钛溶胶的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102897833A
CN102897833A CN2012103392369A CN201210339236A CN102897833A CN 102897833 A CN102897833 A CN 102897833A CN 2012103392369 A CN2012103392369 A CN 2012103392369A CN 201210339236 A CN201210339236 A CN 201210339236A CN 102897833 A CN102897833 A CN 102897833A
Authority
CN
China
Prior art keywords
self
preparation
sol
titanium
cleaning
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2012103392369A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102897833B (zh
Inventor
曹文斌
刘文秀
许军娜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Science and Technology Beijing USTB
Original Assignee
University of Science and Technology Beijing USTB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by University of Science and Technology Beijing USTB filed Critical University of Science and Technology Beijing USTB
Priority to CN201210339236.9A priority Critical patent/CN102897833B/zh
Publication of CN102897833A publication Critical patent/CN102897833A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102897833B publication Critical patent/CN102897833B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Surface Treatment Of Glass (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

本发明一种用于制备自清洁玻璃的二氧化钛溶胶的制备方法，步骤如下：将钛源在冰水浴中滴定至无水醇类溶剂中得到浓度为0.1-4mol/L的钛离子的醇溶液，按照体积比为2～10∶1的比例将双氧水缓慢滴入醇溶液中，按质量百分比为1%～5%的加入掺杂源，搅拌均匀后在室温下反应陈化2～6h得到溶胶前驱体；再中加入pH值调节剂将pH值调节至6～8得到反应前驱体，在60～150℃下水热处理1～48h后得到适于成膜的自清洁溶胶。本发明的制备方法可以得到适于涂膜且具有可见光响应能力的、用于自清洁玻璃制备的氮掺杂二氧化钛溶胶，有效提高成膜后自清洁玻璃对光的利用率，提高自清洁性能，有助于推进自清洁玻璃的大规模应用进程。

Description

一种用于自清洁玻璃的二氧化钛溶胶的制备方法
一、        技术领域
本发明涉及一种光催化自清洁玻璃相关领域使用的二氧化钛溶胶的制备方法，属于新材料技术及新能源技术领域。
二、        背景技术
玻璃的自清洁是指通过负载于其表面的半导体光催化剂薄膜如二氧化钛薄膜等在光照下产生电子—空穴对并以其特有的强还原-氧化能力将玻璃表面几乎所有的有机污染物完全降解为相应的无害无机物，达到易于清洁的一种行为。高层建筑的窗玻璃、高速路的护栏等涂覆了TiO2薄膜后将长期保持自清洁功能，无需人工清洗，节省了人力物力。目前，各国自清洁产品的发展非常迅速。日本在纳米TiO2自清洁产品的应用和开发上走在世界前列。英国的皮尔金顿公司，美国的PPG公司，也都采用不同的制备方法制备并生产了自清洁玻璃，市场对其的需求急剧增大。但迄今为止，TiO2自清洁玻璃由于大多只能利用紫外光（紫外光只占太阳光能量的3~5%，而可见光则占太阳光能量的43%），因而对光的利用效率较低，自洁性能受到很大的影响，尤其在雾霾、阴雨天由于紫外光微弱，自清洁性能十分有限。
因而开发一种适于在玻璃表面成膜的、具有可见光响应能力的二氧化钛溶胶，对于提高光能利用效率和进而提高自清洁玻璃的自清洁性能具有极其重要的意义。
发明内容：
为了克服现有技术的不足而提出了一种制备工艺简单、性能良好、成本低廉、具有可见光响应能力的二氧化钛溶胶的制备方法。
本发明的技术方案是：一种用于制备自清洁玻璃的二氧化钛溶胶的制备方法，具体包括下述步骤：
步骤1：将钛源在冰水浴中滴定至无水醇类溶剂中得到浓度为0.1-4mol/L的钛离子的醇溶液；
步骤2：取一定量的上述钛离子的醇溶液，按照体积比为2~10：1的比例将双氧水缓慢滴入醇溶液中，然后按质量百分比为1%~5%的比例加入掺杂源，搅拌均匀后在室温下反应陈化2~6h后得到溶胶前驱体；
步骤3：向上述前驱体中加入pH值调节剂将pH值调节至6~8得到反应前驱体；
步骤4：将得到的反应前驱体在60~150℃下水热处理1~48h后得到适于成膜的自清洁溶胶。
进一步，其特征在于：所述的钛源为钛酸四异丙酯、钛酸四正丁酯或四氯化钛。
进一步，所采用的无水醇类溶剂为无水甲醇、无水乙醇、丙醇、乙二醇或丙三醇。 
进一步，所采用的掺杂源为乙酸胍、尿素、盐酸胍、硝酸胍、二聚氰胺或三聚氰胺中的一种或两种及两种以上的混合。
进一步，所采用的pH值调节剂为氨水、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠或醋酸钠。 
本发明的有益效果是：采用本发明所述的用于自清洁薄膜的二氧化钛溶胶的制备方法可以得到适于涂膜且具有可见光响应能力的、用于自清洁玻璃制备的氮掺杂二氧化钛溶胶，可以在有效提高成膜后自清洁玻璃对光的利用率，提高自清洁性能，有助于推进自清洁玻璃的大规模应用进程。
附图说明  
图1为实施例3所制备溶胶的透射电镜照片。由图可见溶胶由10nm以下的晶体颗粒组成，而且从图中颗粒之间的模糊物质可以看到胶体中存在大量非晶态的胶状物质，有利于溶胶在玻璃表面成膜。
图2为实施例5所制备溶胶成膜后的场发射电镜照片。由图2可见，膜层在低倍放大条件下均匀完整。
图3为实施例5所制备溶胶的成膜后的场发射电镜照片。由图3可见，在高倍放大条件下，膜层由粒度为10nm左右的均匀颗粒组成。
图4为实施例1到4制备自清洁溶胶涂膜后薄膜接触角随光照时间的变化，由图4可见，实施例2、3和4所制备样品均能在可见光照射60 min后接触角降至5度左右，具有较好的光致超亲水性能。
具体实施方式：
   下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明。
实施例1
将四氯化钛在冰水浴中滴定至无水乙醇中得到浓度为4mol/L的钛离子的醇溶液100ml，然后按照体积比为2：1的比例将双氧水缓慢滴入上述醇溶液中，然后按质量百分比为1%的比例加入盐酸胍，搅拌均匀后室温下反应陈化2h后得到溶胶前驱体，然后向上述前驱体中加入pH值调节剂氨水将pH调节至6得到反应前驱体，最后将得到的前驱体在90℃下水热预处理12h后得到适于成膜的用于自清洁的二氧化钛溶胶。
实施例2
将钛酸四正丁酯在冰水浴中滴定至乙二醇中得到浓度为0.1mol/L的钛离子的醇溶液100ml，然后按照体积比为10：1的比例将双氧水缓慢滴入上述醇溶液中，然后按质量百分比为5%的比例加入乙酸胍，搅拌均匀后室温下反应陈化6h后得到溶胶前驱体，然后向上述前驱体中加入pH值调节剂氨水将pH调节至8得到反应前驱体，最后将得到的前驱体在150℃下水热预处理1h后得到适于成膜的用于自清洁的二氧化钛溶胶。
实施例3
将钛酸四异丙酯在冰水浴中滴定至无水甲醇中得到浓度为2mol/L的钛离子的醇溶液100ml，然后按照体积比为4：1的比例将双氧水缓慢滴入上述醇溶液中，然后按质量百分比为2.5%的比例加入硝酸胍，搅拌均匀后室温下反应陈化4h后得到溶胶前驱体，然后向上述前驱体中加入pH值调节剂氢氧化钠将pH调节至7得到反应前驱体，最后将得到的前驱体在110℃下水热预处理4h后得到适于成膜的用于自清洁的二氧化钛溶胶。
实施例4
将四氯化钛在冰水浴中滴定至丙三醇中得到浓度为2mol/L的钛离子的醇溶液100ml，然后按照体积比为4：1的比例将双氧水缓慢滴入上述醇溶液中，然后按质量百分比为3%的比例加入1：2混合好的三聚氰胺和盐酸胍，搅拌均匀后室温下反应陈化2h后得到溶胶前驱体，然后向上述前驱体中加入pH值调节剂碳酸钠将pH调节至6得到反应前驱体，最后将得到的前驱体在90℃下水热预处理12h后得到适于成膜的用于自清洁的二氧化钛溶胶。
实施例5
将四氯化钛在冰水浴中滴定至丙三醇中得到浓度为1.5mol/L的钛离子的醇溶液100ml，然后按照体积比为6：1的比例将双氧水缓慢滴入上述醇溶液中，然后按质量百分比为3%的比例加入三聚氰胺，搅拌均匀后室温下反应陈化6h后得到溶胶前驱体，然后向上述前驱体中加入pH值调节剂氢氧化钾将pH调节至8得到反应前驱体，最后将得到的前驱体在60℃下水热预处理48h后得到适于成膜的用于自清洁的二氧化钛溶胶。
实施例6
将四氯化钛在冰水浴中滴定至乙二醇中得到浓度为2mol/L的钛离子的醇溶液100ml，然后按照体积比为8：1的比例将双氧水缓慢滴入上述醇溶液中，然后按质量百分比为4%的比例加入1：1混合好的二聚氰胺和硝酸胍，搅拌均匀后室温下反应陈化4h后得到溶胶前驱体，然后向上述前驱体中加入pH值调节剂碳酸氢钠将pH调节至6得到反应前驱体，最后将得到的前驱体在140℃下水热预处理8h后得到适于成膜的用于自清洁的二氧化钛溶胶。

Claims (5)

1.一种用于制备自清洁玻璃的二氧化钛溶胶的制备方法，其特征在于包括下述步骤：
将钛源在冰水浴中滴定至无水醇类溶剂中得到浓度为0.1-4mol/L的钛离子的醇溶液；
取一定量的上述钛离子的醇溶液，按照体积比为2~10：1的比例将双氧水缓慢滴入醇溶液中，然后按质量百分比为1%~5%的比例加入掺杂源，搅拌均匀后在室温下反应陈化2~6h后得到溶胶前驱体；
向上述前驱体中加入pH值调节剂将pH值调节至6~8得到反应前驱体；
将得到的反应前驱体在60~150℃下水热处理1~48h后得到适于成膜的自清洁溶胶。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的钛源为钛酸四异丙酯、钛酸四正丁酯或四氯化钛。
3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：所采用的无水醇类溶剂为无水甲醇、无水乙醇、丙醇、乙二醇或丙三醇。
4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：所采用的掺杂源为乙酸胍、尿素、盐酸胍、硝酸胍、二聚氰胺或三聚氰胺中的一种或两种及两种以上的混合。
5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：所采用的pH值调节剂为氨水、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠或醋酸钠。
CN201210339236.9A 2012-09-13 2012-09-13 一种用于自清洁玻璃的二氧化钛溶胶的制备方法 Active CN102897833B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210339236.9A CN102897833B (zh) 2012-09-13 2012-09-13 一种用于自清洁玻璃的二氧化钛溶胶的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210339236.9A CN102897833B (zh) 2012-09-13 2012-09-13 一种用于自清洁玻璃的二氧化钛溶胶的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102897833A true CN102897833A (zh) 2013-01-30
CN102897833B CN102897833B (zh) 2014-07-23

Family

ID=47570369

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210339236.9A Active CN102897833B (zh) 2012-09-13 2012-09-13 一种用于自清洁玻璃的二氧化钛溶胶的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102897833B (zh)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104437490A (zh) * 2014-10-18 2015-03-25 中山市创科科研技术服务有限公司 一种铁掺杂二氧化钛纳米溶胶的制备方法
CN104591272A (zh) * 2014-12-24 2015-05-06 南京倍立达新材料系统工程股份有限公司 一种制备可见光响应的二维网络状交联结构TiO2中性水溶胶的方法
CN105271811A (zh) * 2015-10-29 2016-01-27 苏州市灵通玻璃制品有限公司 一种超亲水型自清洁玻璃制备方法
CN106362768A (zh) * 2016-10-20 2017-02-01 纳琦环保科技有限公司 一种蜂窝陶瓷板负载TiO2—NCP固载光催化剂的制备工艺
CN106492796A (zh) * 2016-10-20 2017-03-15 纳琦环保科技有限公司 一种电气石陶瓷负载TiO2—NCP固载光催化剂的制备工艺
CN107601917A (zh) * 2017-11-02 2018-01-19 东北师范大学 一种二氧化钛基自清洁玻璃的制备方法
CN108101377A (zh) * 2017-12-28 2018-06-01 宁波俐辰新能源有限公司 一种抗冷热应变钢化玻璃及其制造方法
CN109603550A (zh) * 2018-12-14 2019-04-12 佛山市铁人环保科技有限公司 一种水溶性光催化二氧化钛溶胶喷剂及其制备方法
CN110711573A (zh) * 2019-09-17 2020-01-21 上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司 一种多功能纳米复合材料防尘防污防霉剂制作方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109734327B (zh) * 2019-02-26 2021-10-26 中国科学院地球环境研究所 改性pta法制备二氧化钛超亲水自清洁光催化薄膜

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101456583A (zh) * 2007-12-12 2009-06-17 中国科学院理化技术研究所 低温制备金红石型纳米二氧化钛溶胶或粉体的合成方法
WO2010030550A2 (en) * 2008-09-09 2010-03-18 Guardian Industries Corp. Titanium dioxide coatings and methods of forming titanium dioxide coatings having reduced crystallite size
CN101985390A (zh) * 2009-07-29 2011-03-16 比亚迪股份有限公司 一种自洁玻璃及其制备方法
CN102600880A (zh) * 2012-01-29 2012-07-25 北京科技大学 一种可见光响应二氧化钛光催化液的制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101456583A (zh) * 2007-12-12 2009-06-17 中国科学院理化技术研究所 低温制备金红石型纳米二氧化钛溶胶或粉体的合成方法
WO2010030550A2 (en) * 2008-09-09 2010-03-18 Guardian Industries Corp. Titanium dioxide coatings and methods of forming titanium dioxide coatings having reduced crystallite size
CN101985390A (zh) * 2009-07-29 2011-03-16 比亚迪股份有限公司 一种自洁玻璃及其制备方法
CN102600880A (zh) * 2012-01-29 2012-07-25 北京科技大学 一种可见光响应二氧化钛光催化液的制备方法

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104437490A (zh) * 2014-10-18 2015-03-25 中山市创科科研技术服务有限公司 一种铁掺杂二氧化钛纳米溶胶的制备方法
CN104591272A (zh) * 2014-12-24 2015-05-06 南京倍立达新材料系统工程股份有限公司 一种制备可见光响应的二维网络状交联结构TiO2中性水溶胶的方法
CN105271811A (zh) * 2015-10-29 2016-01-27 苏州市灵通玻璃制品有限公司 一种超亲水型自清洁玻璃制备方法
CN106362768A (zh) * 2016-10-20 2017-02-01 纳琦环保科技有限公司 一种蜂窝陶瓷板负载TiO2—NCP固载光催化剂的制备工艺
CN106492796A (zh) * 2016-10-20 2017-03-15 纳琦环保科技有限公司 一种电气石陶瓷负载TiO2—NCP固载光催化剂的制备工艺
CN106492796B (zh) * 2016-10-20 2017-10-10 纳琦环保科技有限公司 一种电气石陶瓷负载TiO2—NCP固载光催化剂的制备工艺
CN106362768B (zh) * 2016-10-20 2017-10-10 纳琦环保科技有限公司 一种蜂窝陶瓷板负载TiO2—NCP固载光催化剂的制备工艺
CN107601917A (zh) * 2017-11-02 2018-01-19 东北师范大学 一种二氧化钛基自清洁玻璃的制备方法
CN107601917B (zh) * 2017-11-02 2020-05-01 东北师范大学 一种二氧化钛基自清洁玻璃的制备方法
CN108101377A (zh) * 2017-12-28 2018-06-01 宁波俐辰新能源有限公司 一种抗冷热应变钢化玻璃及其制造方法
CN109603550A (zh) * 2018-12-14 2019-04-12 佛山市铁人环保科技有限公司 一种水溶性光催化二氧化钛溶胶喷剂及其制备方法
CN110711573A (zh) * 2019-09-17 2020-01-21 上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司 一种多功能纳米复合材料防尘防污防霉剂制作方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN102897833B (zh) 2014-07-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102897833B (zh) 一种用于自清洁玻璃的二氧化钛溶胶的制备方法
CN104084228B (zh) 一种氧掺杂氮化碳/氧化锌光催化剂及其制备方法与应用
CN106732738B (zh) 一种石墨烯/g-C3N4三维网络复合薄膜及其制备和应用
CN103894177B (zh) 一种具有光催化活性的稀土掺杂钛酸钾粉末的合成方法
CN102489324B (zh) F、n共掺杂可见光响应钒酸铋光催化剂及其制备方法
CN101564694B (zh) 一种氮掺杂纳米二氧化钛可见光光催化剂的制备方法
CN102153138B (zh) 一种基于纳米棒和纳米颗粒组成的分等级二氧化钛微米球
CN102861567B (zh) 一种漂浮型BiVO4/漂珠复合光催化剂、其制备方法及应用
CN110205634B (zh) 一种ZnO/ZnS/CdS光阳极薄膜及其制备方法
CN103708558A (zh) CsxWOyFz粉体及其制备方法
CN103977806B (zh) 一种光催化降解材料Co掺杂纳米ZnO及其制备方法
CN103451637A (zh) 掺铝氧化锌薄膜及其制备方法
CN104383902A (zh) 一种钛酸盐纳米片光催化膜材料及其制备方法和应用
Umar et al. Growth, properties and dye-sensitized solar cells (DSSCs) applications of ZnO Nanocones and small nanorods
CN104607213A (zh) 一种TiO2/NaYF4复合材料及其制备方法
CN102407150A (zh) 二氧化钛/银/氯化银核壳结构光催化剂及其制备方法
CN103496223A (zh) 一种防雾自洁净玻璃及其制备方法
CN114618537B (zh) 一种红磷/钛酸锶异质结光催化剂及制备方法及应用
CN107352519B (zh) 一种c3n4纳米线的制备方法
CN102513096B (zh) 一种共掺杂可见光响应钨酸铋光催化剂及其制备方法
KR101013433B1 (ko) 광투과성, 오염방지기능 및 자기세정성이 향상된 태양전지 모듈 및 이를 이용한 건물일체형 태양광 발전시스템
CN103785425B (zh) 一种花状Bi2O(OH)2SO4光催化剂的制备方法及应用
CN105289457A (zh) 一种中空结构TiO2纳米材料的制备方法及其应用
CN108889289A (zh) 一种纳微米硅颗粒复合的二氧化钛光催化剂制备及其应用
CN102219393A (zh) 介孔减反膜与透明导电膜复合镀膜玻璃及其镀膜方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant