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°C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。
1.xa0一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;其中,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;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°C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。一、xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0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、xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0xa0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。xa0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:xa0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°C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。xa0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。xa0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。xa0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。xa0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。xa0附图说明xa0xa0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。xa0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。xa0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60xa0min后接触角降至5度左右,具有较好的光致超亲水性能。xa0具体实施方式:xa0xa0xa0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°C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°C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°C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°C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°C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°C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。