[实用新型]具有防污自洁、防止静电的太阳能发电板高性能复合薄膜

说明书

技术领域

本实用新型属于太阳能发电板负载二氧化钛复合薄膜的技术领域，具体的说是涉及采用二氧化钛纳米材料和二氧化硅无机溶胶，通过太阳能发电板表面的负载，在太阳能发电板表面固化成膜后能够具有防止静电、防止污染物的附着、分解有机物质和油分、具有自洁功能的高性能复合薄膜。

背景技术

二氧化钛作为白色颜料，已经广泛使用在牙膏、化妆品、涂料等行业。通常在常温常压条件下，其化学、物理性质非常稳定，不溶于碱、酸、水及一般有机溶剂，甚至不与氟化氢、氮及硫化氢等化学反应性极强的气体发生反应。作为光催化剂喷植成膜后具有耐久性、抗磨耗性、安全、经济和实用等优点。

二氧化钛有金红石（rutile,R type）、锐钛矿（anatase,A type）及板钛矿（brookite）三种结晶结构。其中，金红石是最稳定的结晶体，锐钛矿及板钛矿在高温下会转换成金红石结构，而且这种反应是不可逆的。

当二氧化钛受到能量大于二氧化钛能带的光照射时，会产生电子和电洞，它们与水和氧发生反应会产生活性氢氧自由基（OH）及过氧基等活性氧（O₂）成分。这些活性氧成分具有很强的反应性，特别是活性氢氧自由基，它具有120kal/mol的能量，而构成有机化合物的碳—碳（C—C）、碳—氮（C—N）、碳—氢（C—H）、氧—氢（O—H）、氮—氢（N—H）的共价键，结合键能100kal/mol左右；如果活性氢氧自由基及过氧基等作用于碳—碳、碳—氮、碳—氢、氧—氢、氮—氢的结合键之上。这些结合会被轻易破坏，并使有机化物分解。所以利用光催化技术几乎可以使所有有害的有机化合物最终分解为二氧化碳和水等无毒性物质。

我们通常采用的光催化剂为锐钛矿的二氧化钛，在紫外线照射和可视光条件下，能使其发生光催化反应。二氧化钛具有分解全部有机化合物的神奇力量。

二氧化钛受光线照射后，会产生活性氢氧自由基等活性氧。这种活性氧和氯气、次氯酸、双氧水、臭氧等氧化剂具相比有更强的氧化能力，因此利用光催化作用不仅可以进行杀菌和消毒，同时它还可以溶解水中及空气中含有的各种有害有机化合物，并进行分解，使其变得无害。因此光催化技术可以用于水源处理、除臭、汽车废气处理、空气净化、土壤处理、抗菌、防霉、去污、防滑、解决住宅综合症候群，以及防止医院的内部传染等各种环境处理。

光触媒是一类以二氧化钛为代表的具有光催化功能的半导体材料的总称，光触媒即是光催化剂。所谓催化剂就是用于降低化学反应所需的能量，促使化学反应加快速度，但其本身却不因化学反应而产生变化的物质。

光触媒的功能

1、净化空气：因TiO2所产生的氢氧自由基会先行破坏有机气体分子的能量键，使有机气体成为单一的气体分子，加快有机物质、气体的分解，将空气中的甲醛、苯等各种有机物、氮氧化物、硫氧化物以及氨等氧化，还原成为无害物质。它可将人体臭,动物臭及烟味去除，净化空气。光触媒氧化钛在接触光时，能发挥消臭、抗菌、防污等优良性能，尤其是在解决大气环境恶化、新型建筑材料及家具中的化学物质对室内环境的影响、汽车尾气产生的大气污染等问题时，受到了人们的欢迎。

2、除臭：烟臭，垃圾臭，动物体臭，污泥臭，生活臭等除臭作用。

二氧化钛TiO2比臭氧（O3）负离子，有更强的氧化能力；比活性碳、HEAP有更强的吸附力，亦具有活性碳、HEAP所没有的分解功效（分解细菌）。TiO2脱臭能力根据欧美国家权威实验室测试，每一平方公分的TiO2与每一平方公分的高效能纤维活性碳比较，TiO2的脱臭能力为高效能纤维活性碳的150倍，相当于500个活碳冰箱除臭剂。

3、防污：防止香烟焦油，一般油污的附着及厕所马桶发黄；防止金属生锈，防止被涂物体的褪色。

4、杀菌

◆以TiO2的超氧化能力破坏细胞的细胞膜使细胞质流失导致细菌死亡；

◆凝固病毒的蛋白质，抑制病毒的活性，并且捕捉、杀除空气中的浮游细菌，其能力高达99.96%；

◆可杀除大肠杆菌、绿脓菌、金黄色葡萄球菌、黑曲菌等；

◆可分解空气中的过敏源、减少过敏性疾病及气喘，亦可分解细菌，

5、防霉抗菌：防止发霉及藻类的生成，防止水垢的附着。

6、经光触媒处理后的物体表面会产生超亲水特性，当灰尘污垢落在物体表面上后，只需以清水清洗，灰尘污垢会随清水脱落，具有防污自净的功能。