[发明专利]一种超亲水性纳米TiO2薄膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及自洁膜技术领域，特别涉及一种超亲水性纳米TiO₂薄膜的制备方法。

背景技术

TiO₂作为一种光催化材料具有高化学活性、强氧化能力、无毒及无光腐蚀等优点，受到广泛重视。其中TiO₂薄膜因其不易团聚、可重复使用、方便回收，使得其具有极大的应用价值。另外，由于纳米TiO₂薄膜具有亲水性，因此可以在玻璃、陶瓷、镜面、建筑材料等表面涂上TiO₂涂层，可以有效的改善其抗污染能力，这为人们的日常生活环境维护带来了巨大方便。

然而，传统的溶胶凝胶法制备的纳米TiO₂薄膜表面一般都会出现微小的裂纹，且透明性较差，附着力不强，只能在紫外光或强烈的太阳光照射下才表现出较强的亲水性，限制了其在日常生活中的应用，而且现有薄膜表面与水的接触角在5°左右。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超亲水性纳米TiO₂薄膜的制备方法，通过该方法可以在玻璃表面制备出表面均匀无裂缝的TiO₂薄膜，在室内薄膜表面与水的接触角可达到0°。

本发明的目的是通过以下技术方案予以实现的，一种超亲水性纳米TiO₂薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、TiO₂溶胶的制备：纯钛酸丁酯、无水乙醇和乙酰丙酮按体积比10：20：1.5混合均匀形成A液；

在无水乙醇和去离子水按体积比10：1混合的混合液中按每1mL无水乙醇添加0.1～0.3 g的体积质量比加入聚乙烯吡咯烷酮，形成B液，其中B液中所用无水乙醇为A液中无水乙醇用量的50%；

在搅拌的条件下，将B液缓慢滴入A液，并用浓HNO₃将溶液的pH值调至3，继续搅拌3h，形成黄色透明的TiO₂溶胶，陈化2～7天备用；

B、TiO₂薄膜的制备：将洗净的载玻片放入旋涂机中，将陈化后的TiO₂溶胶滴在载玻片的表面并涂覆，涂覆完成后，将其放入80℃的干燥箱中干燥20min；

C、热处理：将涂覆有纳米TiO₂薄膜的载玻片放入马弗炉中热处理后即得到TiO₂薄膜。

本发明的技术方案中，首先以钛酸丁酯作为TiO₂的前驱体，用无水乙醇作为溶剂，并加入乙酰丙酮作为抑制剂，室温下磁力搅拌，得A溶液；另取无水乙醇和去离子水，并加入适量PVP，得B溶液；在强烈搅拌下，将B溶液缓慢滴入A溶液中，并用浓HNO₃调溶液pH值为3，继续搅拌3h，便得到稳定的黄色TiO₂溶胶，制得的溶胶陈化2～7天备用；在清洗干净的载玻片上利用旋涂机采用涂覆的方式制备纳米TiO₂薄膜，镀完膜后将其放入干燥箱中干燥，最后在450℃温度下进行热处理，退火，即得具有超亲水性能的纳米TiO₂薄膜，该薄膜表面光滑均匀，晶型稳定，在室内薄膜表面与水接触角可达到0°。

有效效果：采用本发明方法制备的超亲水性纳米TiO₂薄膜表面光滑均匀，晶型稳定，无裂缝。本制备方法简单，对设备要求低，成本低廉，产品的亲水性高，在室内薄膜表面与水接触角可达到0°，具有很强的自清洁能力。

附图说明

图1是本发明实施例一所制备TiO₂薄膜在接触角测量仪下的室内自然条件测量图；

图2是本发明实施例二所制备TiO₂薄膜在接触角测量仪下的室内自然条件测量图；

图3是本发明实施例三所制备TiO₂薄膜在接触角测量仪下的室内自然条件测量图。

具体实施方式：

实施例1