专利名称：一种自清洁玻璃及其制作方法
技术领域：
本发明涉及一种自清洁玻璃及其制作方法。
背景技术：
随着能源和环保意识的提高，人们对具有环保作用且能够利用自然条件达到自动清洁的绿色玻璃越来越青睐。自清洁玻璃是在普通玻璃的表面制作修饰层，即二氧化钛(TiO2)薄膜，TiO2具有的超亲水性一方面可以使油污与玻璃表面隔离，另一方面可以使污物随着水膜在重力作用下从玻璃表面滑落。而且二氧化钛具有很强的光催化能力，可以将玻璃表面的有机物和无机物分解，从而保持玻璃表面洁净。虽然TW2在紫外光激发下会产生具有很高氧化能力的空穴-电子对，但是TiA带隙较宽，其仅能吸收紫外光部分，而不能利用可见光部分，从而导致T^2薄膜对太阳光的利用率较低，进而导致TiO2薄膜的光催化能力较低，使得玻璃的自清洁能力偏低。另外，TiO2 薄膜与载体不易结合，尤其是在TiO2薄膜保持较高催化活性的条件下，TiO2薄膜与载体很难保持牢固的结合，从而影响自清洁玻璃的使用寿命；而且，在无光照的条件下，TiO2薄膜的亲水性保持时间短，通常亲水时效不超过5小时，即超过5小时亲水性消失。
发明内容
本发明提出了一种自清洁玻璃，其不仅能够利用太阳光中的可见光部分，从而可以提高其自清洁能力；而且修饰层与玻璃基体能够保持良好结合。本发明还提出了一种自清洁玻璃的制作方法，该方法可以制作出自清洁能力高、 修饰层与玻璃基体保持良好结合的自清洁玻璃。为了达到上述目的，本发明提出了一种自清洁玻璃，包括玻璃基体以及修饰层，其特征在于，所述修饰层包括自所述玻璃基体起依次叠置在所述玻璃基体表面的SW2膜层、 TiO2/金属离子/光敏材料膜层以及TiO2/金属离子膜层。优选的，所述SiA膜层的厚度为80 120nm。优选的，所述TiO2/金属离子/光敏材料膜层的厚度为200 300nm。优选的，所述TiO2/金属离子膜层的厚度为80 120nm。优选的，在所述TiO2/金属离子/光敏材料膜层中，所述TiO2、金属离子以及光敏剂的质量百分含量分别为5 80%，5 40%，5 30%。优选的，在所述TiO2/金属离子膜层中，所述TW2和金属离子的质量百分含量分别为30 90%和10 70%。本发明还提供一种自清洁玻璃的制作方法，包括以下步骤获取硅溶胶，利用所述硅溶胶在玻璃基体的表面制作S^2膜层；获取含有光敏半导体和金属离子的钛溶胶，利用所述含有光敏半导体和金属离子的钛溶胶涂覆在所述S^2膜层表面制作Tio2/金属离子/光敏材料膜层；
获取含有金属离子的钛溶胶，利用所述含有金属离子的钛溶胶在所述TiO2/金属离子/光敏材料膜层表面制作TiO2/金属离子膜层。优选的，所述硅溶胶通过以下步骤获得将有机硅脂溶解在有机溶剂中，并在30 50°C的温度下搅拌获得有机硅脂溶液；用强酸溶液和去离子水配制成强酸溶液；将所述强酸溶液滴入所述有机硅脂溶液中，同时在30 50°C的温度下搅拌使所述有机硅脂水解；将韧化剂加入水解的所述有机硅脂溶液中，搅拌均勻并冷却至室温，获得所述硅溶胶。优选的，所述有机硅脂的质量浓度为5 20% ；所述强酸与所述有机硅脂的摩尔比为0. 5 2. 5 ；加入的所述韧化剂与所述有机硅酯的摩尔比为0. 1 1. 5。优选的，利用提拉法制作所述SiO2膜层，所述硅溶胶的固含量为1 5%，所述玻璃基体的提拉速度为1 lOcm/min，从而将所述硅溶胶在粘附在所述玻璃基体表面。优选的，粘附在所述玻璃基体表面的所述硅溶胶在60 100°C的温度下干燥10 30min，从而在所述玻璃基体的表面获得所述SW2膜层。优选的，所述含有光敏半导体和金属离子的钛溶胶是通过以下步骤获得将有机钛脂溶于有机溶剂形成有机钛脂溶液；向所述有机钛脂溶液中加入金属盐以及抑制剂，在30 50°C的温度下搅拌获得第一混合液；用强酸、去离子水以及有机溶剂配置成第二混合液；将所述第二混合液滴入所述第一混合液，同时在30 50°C的温度下搅拌获得含有金属离子的钛溶胶；将光敏半导体粉末与强酸混合，然后加入所述含有金属离子的钛溶胶中，从而获得所述含有光敏半导体和金属离子的钛溶胶。优选的，所述有机钛脂溶液的质量浓度为1 5% ；所述有机钛脂与所述金属盐的摩尔比为0. 1 1. 5，所述抑制剂与所述金属盐的摩尔比为0. 1 1. 5 ；所述光敏半导体粉末与所述有机钛脂的摩尔比为0. 1 2. 5。优选的，利用提拉法制作所述TiO2/金属离子/光敏材料膜层，所述含有光敏半导体和金属离子的钛溶胶的固含量为1. 5 4. 5%，所述玻璃基体的提拉速度为2 20cm/ min，从而将所述含有光敏半导体和金属离子的钛溶胶粘附在所述S^2膜层表面。优选的，粘附在所述S^2膜层表面的所述含有光敏半导体和金属离子的钛溶胶在 250 300°C的温度下干燥0. 5 2h，从而在所述SW2膜层表面获得所述TiO2/金属离子/ 光敏材料膜层。优选的，所述含有金属离子的钛溶胶通过以下步骤获得将有机钛脂溶于有机溶剂形成有机钛脂溶液；向所述有机钛脂溶液中加入金属盐以及抑制剂，在30 50°C的温度下搅拌获得第一混合液；用强酸、去离子水以及有机溶剂配置成第二混合液；将所述第二混合液滴入所述第一混合液，同时在30 50°C的温度下搅拌获得所述钛溶胶。优选的，利用提拉法制作所述TiO2/金属离子膜层，所述含有金属离子的钛溶胶的固含量为1. 5 4. 5 %，所述玻璃基体的提拉速度为1 lOcm/min，从而将所述含有金属离子的钛溶胶粘附在所述TiO2/金属离子/光敏材料膜层的表面。优选的，粘附在所述TiO2/金属离子/光敏材料膜层表面的所述含有金属离子的钛溶胶在250 300°C的温度下干燥0. 5 2h，从而在所述TiO2/金属离子/光敏材料膜层的表面制作所述TiO2/金属离子膜层。与现有技术相比，本发明具有下述有益效果本发明提供的自清洁玻璃是在玻璃基体表面依次叠置设置SW2膜层、TiO2/金属离子/光敏材料膜层以及TiO2/金属离子膜层。其中，金属离子提高了 TiO2的光催化能力， 使得小于500nm波长的光也能被利用，即能够将太阳光中的可见光利用，从而提高自清洁玻璃的光催化效率，进而提高自清洁玻璃的自清洁能力。S^2膜层可以提高修饰层与玻璃基体的结合强度，改善修饰层的耐磨性能，从而延长了修饰层的亲水性，在黑暗的环境中， 修饰层的亲水性可以达到15天，即15天内修饰层的亲水性不消失。TiO2/金属离子膜层可以有效地防止光敏材料在使用过程中被污染，从而提高修饰层的使用寿命，同时可以避免光敏材料可能对人体造成的危害。本发明提供的自清洁玻璃的制作方法，利用硅溶胶、含有光敏半导体和金属离子的钛溶胶以及含有金属离子的钛溶胶在玻璃基体的表面制作了包括SiO2膜层、TiO2/金属离子/光敏材料膜层以及TiO2/金属离子膜层的修饰层，使得自清洁玻璃不仅能够利用波长小于500nm的光，从而提高自清洁玻璃的自清洁能力；而且，修饰层与玻璃基体具有良好的结合强度，改善修饰层的耐磨性能，从而延长了修饰层的亲水性，在黑暗的环境中，修饰层的亲水性可以达到15天，S卩15天内修饰层的亲水性不消失。另外可以有效地防止光敏材料在使用过程中被污染，从而提高修饰层的使用寿命，同时可以避免光敏材料可能对人体造成的危害。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明提供的自清洁玻璃的结构示意图；图2为本发明提供的自清洁玻璃的制作方法的流程图。
具体实施例方式为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提出的自清洁玻璃及其制作方法进行详细描述。图1为本发明提供的自清洁玻璃的结构示意图。请参阅图1，本实施例提供的自清洁玻璃包括玻璃基体1以及修饰层2，修饰层2包括自玻璃基体1起依次叠置在其表面的 SiO2膜层21、TiO2/金属离子/光敏材料膜层22以及TiO2/金属离子膜层23。
其中，SiO2膜层21、Ti02/金属离子/光敏材料膜层22以及TiO2/金属离子膜层23 的厚度分别为80 120nm、200 300nm和80 120nm。在TiO2/金属离子/光敏材料膜层22中，TiO2、金属离子以及光敏剂的质量百分含量分别为5 80 %，5 40 %，5 30 %。 在TiO2/金属离子膜层23中，TW2和金属离子的质量百分含量分别为30 90%和10 70%。本实施例提供的自清洁玻璃是在玻璃基体表面依次叠置设置SW2膜层、TiO2/金属离子/光敏材料膜层以及TiO2/金属离子膜层。其中，金属离子提高了 TiA的光催化能力，使得小于500nm波长的光也能被利用，即能够将太阳光中的可见光利用，从而提高自清洁玻璃的自清洁能力。SiO2膜层可以提高修饰层与玻璃基体的结合强度，改善修饰层的耐磨性能，从而延长了修饰层的亲水性，在黑暗的环境中，修饰层的亲水性可以达到15天，即 15天内修饰层的亲水性不消失。TiO2/金属离子膜层可以有效地防止光敏材料在使用过程中被污染，从而提高修饰层的使用寿命，同时可以避免光敏材料可能对人体造成的危害。图2为本发明提供的自清洁玻璃的制作方法的流程图。请参阅图2，本实施例提供的自清洁玻璃的制作方法包括以下步骤步骤Si，获取硅溶胶，利用所述硅溶胶在玻璃基体的表面制作S^2膜层。步骤si具体包括以下步骤步骤si 1，将有机硅脂溶解在有机溶剂中，并在30 50°C的温度下搅拌获得有机硅脂溶液。有机硅脂可以是硅酸乙酯，有机溶剂可以是无水乙醇、无水丙酮或无水甲醇等。通常，有机硅脂需要在30 50°C的温度下搅拌10 20min获得质量浓度为5 20%的硅脂溶液。步骤sl2，用强酸和去离子水配制成强酸溶液。强酸可以是浓盐酸、浓硝酸或浓磷酸。强酸溶液中氢离子浓度为0. 2N(当量浓度)。步骤sl3，将所述强酸溶液滴入所述有机硅脂溶液中，同时在30 50°C的温度下搅拌使所述有机硅脂水解。强酸可以对有机硅脂的水解起催化作用，加入的强酸与有机硅脂的摩尔比为 0. 5 2. 5。在将强酸溶液滴入有机硅脂溶液中时，在30 50°C的温度下搅拌有机硅脂溶液1 4小时，使有机硅脂水解。步骤sl4，将韧化剂加入水解的所述有机硅脂溶液中，然后搅拌均勻并冷却至室温，从而获得所述硅溶胶。韧化剂可以是丙三醇、聚乙烯醇或二甲基甲酰胺中的一种或者其中几种的混合。 加入的韧化剂与有机硅脂的摩尔比为0. 1 1. 5。将韧化剂加入步骤sl3获得的水解的有机硅脂溶液中，然后将其搅拌均勻后冷却至室温，从而获得固含量为1 5%的硅溶胶。步骤sl5，将玻璃基体放入硅溶胶中，然后以1 lOcm/min的速度提拉，从而使硅溶胶粘附在玻璃基体表面。步骤sl6，将粘附硅溶胶的玻璃基体放置在60 100°C的温度下干燥10 30min， 从而在玻璃基体的表面获得所述S^2膜层。
步骤s2，获取含有光敏半导体和金属离子的钛溶胶，利用所述含有光敏半导体和金属离子的钛溶胶涂覆在所述SiO2膜层表面制作TiO2/金属离子/光敏材料膜层。步骤s2具体包括以下步骤步骤s21，将有机钛脂溶于有机溶剂形成有机钛脂溶液。有机钛脂可以是钛酸丁酯或钛酸乙酯，有机溶剂可以是无水乙醇、无水丙酮或无水甲醇。将有机钛脂溶于有机溶剂并形成质量浓度为1 5%的有机钛脂溶液。步骤s22，向所述有机钛脂溶液中加入金属盐以及抑制剂，在30 50°C的温度下搅拌获得第一混合液。金属盐可以是铁、镍、铝、钨、钒或银。抑制剂可以是二乙醇胺或三乙醇胺。在有机钛脂溶液中加入金属盐以及抑制剂后，在30 50°C的温度下搅拌10 20min获得第一混合液。有机钛脂与金属盐的摩尔比为0. 1 1. 5。抑制剂是为了阻止金属盐与有机钛酯反应，因此，抑制剂的加入量以金属盐为基准，其加入量与金属盐的摩尔比为0. 1 1. 5。步骤s23，用强酸、去离子水以及有机溶剂配置成第二混合液。强酸可以是浓盐酸或浓硝酸，有机溶剂可以是无水乙醇、无水丙酮或无水甲醇。在第二混合液中，氢离子浓度为0. 2N。步骤s24，将所述第二混合液滴入所述第一混合液，同时在30 50°C的温度下搅拌获得钛溶胶。将第二混合液缓慢地滴入第一混合液，利用强酸使有机钛酯水解，加入的强酸与有机钛酯的摩尔比为0. 5 2. 5，同时在30 50°C的温度下搅拌0. 5 2小时，从而获得含有金属离子的钛溶胶，获得的钛溶胶的固含量为1. 5 4. 5%。在步骤s23中，用去离子水和有机溶剂将强酸稀释有利于强酸快速地均勻分散在有机钛脂溶液中。步骤s25，将光敏半导体粉末与强酸混合，然后加入所述含有金属离子的钛溶胶， 从而获得所述含有光敏半导体和金属离子的钛溶胶。光敏半导体可以是硫化镉或硒化镉，强酸可以是浓盐酸或浓硝酸，强酸中氢离子的浓度为0. 2N。加入的光敏半导体粉末与有机钛酯的摩尔比为0. 1 2. 5。将光敏半导体粉末和强酸的混合溶液加入钛溶胶，并均勻混合，从而获得固含量为1. 5 4. 5%的含有光敏半导体和金属离子的钛溶胶。步骤s26，将表面制作有S^2膜层的玻璃基体放入含有光敏半导体和金属离子的钛溶胶中，然后以2 20cm/min的速度提拉，从而使含有光敏半导体和金属离子的钛溶胶粘附在SiO2膜层表面。步骤s27，将粘附有含有光敏半导体和金属离子的钛溶胶的玻璃基体放置在 250 300°C的温度下干燥0. 5 2h，从而在所述SW2膜层表面获得所述TiO2/金属离子/ 光敏材料膜层。步骤S3，获取含有金属离子的钛溶胶，利用所述含有金属离子的钛溶胶在所述 TiO2/金属离子/光敏材料膜层表面制作TiO2/金属离子膜层。步骤S3具体包括以下步骤步骤s31，获取含有金属离子的钛溶胶。含有金属离子的钛溶胶的制作方法与步骤s21至步骤W4完全相同，这里不再赘述。
步骤s32，将表面制作有TiO2/金属离子/光敏材料膜层的玻璃基体放入含有金属离子的钛溶胶中，然后以1 lOcm/min的速度提拉，从而将含金属离子的钛溶胶粘附在 TiO2/金属离子/光敏材料膜层的表面。步骤s33，将粘附有含有金属离子的钛溶胶的玻璃基体放置在250 300°C的温度下干燥0. 5 2h，从而在所述TiO2/金属离子/光敏材料膜层的表面获得TiO2/金属离子膜层。本实施例提供的自清洁玻璃的制作方法，利用硅溶胶、含有光敏半导体和金属离子的钛溶胶以及含有金属离子的钛溶胶在玻璃基体的表面制作了包括S^2膜层、Tio2/金属离子/光敏材料膜层以及TiO2/金属离子膜层的修饰层，使得自清洁玻璃不仅能够利用波长小于500nm的光，从而提高自清洁玻璃的自清洁能力。而且，修饰层与玻璃基体具有良好的结合强度，改善修饰层的耐磨性能，从而延长了修饰层的亲水性，在黑暗的环境中，修饰层的亲水性可以达到15天，即15天内修饰层的亲水性不消失。耐磨测试方法是利用包括两片刮水片的刮水器以20g/cm2的作用力在自清洁玻璃上以14cm/s的速度移动，反复摩擦1000次后，测量自清洁玻璃的亲水性仍然存在。另外，TiO2/金属离子膜层可以有效地防止光敏材料在使用过程中被污染，从而提高修饰层的使用寿命，同时可以避免光敏材料可能对人体造成的危害。实施例一A，在玻璃基体表面制作SiA膜层，具体包括Al，将硅酸乙酯溶于无水乙醇中，并在30°C的温度下搅拌20min获得质量浓度为 5%的有机硅脂溶液。A2，将氢离子浓度为0. 2N的浓盐酸滴入有机硅脂溶液中，同时在30°C的温度下搅拌1小时使有机硅脂水解，浓盐酸与有机硅脂的摩尔比为0. 5。A3，在发生水解的有机硅脂溶液中加入韧化剂，韧化剂与有机硅脂的摩尔比为
0.1，然后搅拌均勻后冷却至室温，获得固含量为的硅溶胶。A4，将玻璃基体放入固含量为的硅溶胶中，以lcm/min的速度提拉，从而使硅溶胶粘附在玻璃基体表面；将粘附硅溶胶的玻璃基体放置在100°c的温度下干燥30min，从而在玻璃基体的表面获得S^2膜层。B，在SW2膜层的表面制作TiO2/金属离子/光敏材料膜层，具体包括Bi，将钛酸丁酯溶于无水乙醇，形成质量浓度为的有机钛脂溶液。B2，向有机钛脂溶液中加入中铁和抑制剂，并在30°C的温度下搅拌IOmin获得第一混合液，其中，有机钛脂与铁的摩尔比为0. 1，抑制剂与铁的摩尔比为0. 1。B3，用浓盐酸、去离子水以及无水乙醇配置成氢离子浓度为0. 2N的第二混合液， 然后将第二混合液滴入第一混合液，而且强酸与有机钛酯的摩尔比为0. 5，在30°C的温度下搅拌0. 5小时获得固含量为1. 5%的含有金属离子的钛溶胶。B4，将硫化镉与浓盐酸混合，然后加入含有金属离子的钛溶胶中形成固含量为
1.5%的含有光敏半导体和金属离子的钛溶胶，而且硫化镉与有机钛脂的摩尔比为0. 1。B5，将表面制作有S^2膜层的玻璃基体放入含有光敏半导体和金属离子的钛溶胶中，然后以2cm/min的速度提拉，从而将含有光敏半导体和金属离子的钛溶胶粘附在SiO2 膜层表面，最后在250°C的温度下干燥0. 5h，从而在所述SW2膜层表面获得TiO2/金属离子/光敏材料膜层。C，在TiO2/金属离子/光敏材料膜层的表面制作TiO2/金属离子膜层，具体包括Cl，按照B1-B3的步骤获得固含量为1.5%的含有金属离子的钛溶胶。C2，将表面制作有TiO2/金属离子/光敏材料膜层的玻璃基体放入固含量为1. 5% 的含有金属离子的钛溶胶中，以lcm/min的速度提拉，从而将含金属离子的钛溶胶粘附在 TiO2/金属离子/光敏材料膜层的表面，再将粘附有含有金属离子的钛溶胶的玻璃基体放置在250°C的温度下干燥0. 5h，从而在所述TiO2/金属离子/光敏材料膜层的表面获得TiO2/ 金属离子膜层。实施例二A，在玻璃基体表面制作SiA膜层，具体包括Al，将硅酸乙酯溶于无水乙醇中，并在40°C的温度下搅拌12min获得质量浓度为 10%的有机硅脂溶液。A2，将氢离子浓度为0. 2N的浓盐酸滴入有机硅脂溶液中，同时在40°C的温度下搅拌2小时使有机硅脂水解，浓盐酸与有机硅脂的摩尔比为1。A3，在发生水解的有机硅脂溶液中加入韧化剂，韧化剂与有机硅脂的摩尔比为 0. 5，然后搅拌均勻后冷却至室温，获得固含量为2%的硅溶胶。A4，将玻璃基体放入固含量为2%的硅溶胶中，以5cm/min的速度提拉，从而使硅溶胶粘附在玻璃基体表面；将粘附硅溶胶的玻璃基体放置在80°C的温度下干燥20min，从而在玻璃基体的表面获得S^2膜层。B，在SW2膜层的表面制作TiO2/金属离子/光敏材料膜层，具体包括Bi，将钛酸丁酯溶于无水乙醇，形成质量浓度为2%的有机钛脂溶液。B2，向有机钛脂溶液中加入中铁和抑制剂，并在40°C的温度下搅拌15min获得第一混合液，其中，有机钛脂与镍的摩尔比为0. 5，抑制剂与铁的摩尔比为0. 5。B3，用浓盐酸、去离子水以及无水乙醇配置成氢离子浓度为0. 2N的第二混合液， 然后将第二混合液滴入第一混合液，而且强酸与有机钛酯的摩尔比为1，在40°C的温度下搅拌1小时获得固含量为2. 5%的含有金属离子的钛溶胶。B4，将硫化镉与浓盐酸混合，然后加入含有金属离子的钛溶胶中形成固含量为 2. 5%的含有光敏半导体和金属离子的钛溶胶，而且硫化镉与有机钛脂的摩尔比为0. 5。B5，将表面制作有S^2膜层的玻璃基体放入含有光敏半导体和金属离子的钛溶胶中，然后以lOcm/min的速度提拉，从而将含有光敏半导体和金属离子的钛溶胶粘附在S^2 膜层表面，最后在260°C的温度下干燥lh，从而在所述S^2膜层表面获得TiO2/金属离子/ 光敏材料膜层。C，在TiO2/金属离子/光敏材料膜层的表面制作TiO2/金属离子膜层，具体包括Cl，按照B1-B3的步骤获得固含量为1. 5%的含有金属离子的钛溶胶。C2，将表面制作有TiO2/金属离子/光敏材料膜层的玻璃基体放入固含量为2. 5% 的含有金属离子的钛溶胶中，以4cm/min的速度提拉，从而将含金属离子的钛溶胶粘附在 TiO2/金属离子/光敏材料膜层的表面，再将粘附有含有金属离子的钛溶胶的玻璃基体放置在260°C的温度下干燥lh，从而在所述TiO2/金属离子/光敏材料膜层的表面获得TiO2/金属离子膜层。
实施例三A，在玻璃基体表面制作SiA膜层，具体包括Al，将硅酸乙酯溶于无水乙醇中，并在45°C的温度下搅拌ISmin获得质量浓度为 15%的有机硅脂溶液。A2，将氢离子浓度为0. 2N的浓盐酸滴入有机硅脂溶液中，同时在45°C的温度下搅拌3小时使有机硅脂水解，浓盐酸与有机硅脂的摩尔比为2。A3，在发生水解的有机硅脂溶液中加入韧化剂，韧化剂与有机硅脂的摩尔比为1， 然后搅拌均勻后冷却至室温，获得固含量为3. 5%的硅溶胶。A4，将玻璃基体放入固含量为3. 5%的硅溶胶中，以8cm/min的速度提拉，从而使硅溶胶粘附在玻璃基体表面；将粘附硅溶胶的玻璃基体放置在70°C的温度下干燥25min， 从而在玻璃基体的表面获得S^2膜层。B，在SW2膜层的表面制作TiO2/金属离子/光敏材料膜层，具体包括B 1，将钛酸丁酯溶于无水乙醇，形成质量浓度为3. 5%的有机钛脂溶液。B2，向有机钛脂溶液中加入中铁和抑制剂，并在45°C的温度下搅拌ISmin获得第一混合液，其中，有机钛脂与铝的摩尔比为1，抑制剂与铁的摩尔比为1。B3，用浓盐酸、去离子水以及无水乙醇配置成氢离子浓度为0. 2N的第二混合液， 然后将第二混合液滴入第一混合液，而且强酸与有机钛酯的摩尔比为2，在45°C的温度下搅拌1. 5小时获得固含量为4%的含有金属离子的钛溶胶。B4，将硫化镉与浓盐酸混合，然后加入含有金属离子的钛溶胶中形成固含量为4% 的含有光敏半导体和金属离子的钛溶胶，而且硫化镉与有机钛脂的摩尔比为1. 5。B5，将表面制作有S^2膜层的玻璃基体放入含有光敏半导体和金属离子的钛溶胶中，然后以15cm/min的速度提拉，从而将含有光敏半导体和金属离子的钛溶胶粘附在S^2 膜层表面，最后在280°C的温度下干燥1. 5h，从而在所述SW2膜层表面获得TiO2/金属离子 /光敏材料膜层。C，在TiO2/金属离子/光敏材料膜层的表面制作TiO2/金属离子膜层，具体包括Cl，按照B1-B3的步骤获得固含量为3. 5%的含有金属离子的钛溶胶。C2，将表面制作有TiO2/金属离子/光敏材料膜层的玻璃基体放入固含量为3. 5% 的含有金属离子的钛溶胶中，以Scm/min的速度提拉，从而将含金属离子的钛溶胶粘附在 TiO2/金属离子/光敏材料膜层的表面，再将粘附有含有金属离子的钛溶胶的玻璃基体放置在280°C的温度下干燥1. 5h，从而在所述TiO2/金属离子/光敏材料膜层的表面获得TiO2/ 金属离子膜层。实施例四A，在玻璃基体表面制作SiA膜层，具体包括Al，将硅酸乙酯溶于无水乙醇中，并在50°C的温度下搅拌20min获得质量浓度为 20%的有机硅脂溶液。A2，将氢离子浓度为0. 2N的浓盐酸滴入有机硅脂溶液中，同时在50°C的温度下搅拌4小时使有机硅脂水解，浓盐酸与有机硅脂的摩尔比为2. 5。A3，在发生水解的有机硅脂溶液中加入韧化剂，韧化剂与有机硅脂的摩尔比为 1. 5，然后搅拌均勻后冷却至室温，获得固含量为5%的硅溶胶。
A4，将玻璃基体放入固含量为5%的硅溶胶中，以lOcm/min的速度提拉，从而使硅溶胶粘附在玻璃基体表面；将粘附硅溶胶的玻璃基体放置在60°C的温度下干燥lOmin，从而在玻璃基体的表面获得S^2膜层。B，在SW2膜层的表面制作TiO2/金属离子/光敏材料膜层，具体包括Bi，将钛酸丁酯溶于无水乙醇，形成质量浓度为5%的有机钛脂溶液。B2,向有机钛脂溶液中加入中铁和抑制剂，并在50°C的温度下搅拌20min获得第一混合液，其中，有机钛脂与铝的摩尔比为1. 5，抑制剂与铁的摩尔比为1. 5。B3，用浓盐酸、去离子水以及无水乙醇配置成氢离子浓度为0. 2N的第二混合液， 然后将第二混合液滴入第一混合液，而且强酸与有机钛酯的摩尔比为2. 5，在50°C的温度下搅拌2小时获得固含量为4%的含有金属离子的钛溶胶。B4，将硫化镉与浓盐酸混合，然后加入含有金属离子的钛溶胶中形成固含量为 4. 5%的含有光敏半导体和金属离子的钛溶胶，而且硫化镉与有机钛脂的摩尔比为2. 5。B5，将表面制作有S^2膜层的玻璃基体放入含有光敏半导体和金属离子的钛溶胶中，然后以20cm/min的速度提拉，从而将含有光敏半导体和金属离子的钛溶胶粘附在S^2 膜层表面，最后在300°C的温度下干燥2h，从而在所述S^2膜层表面获得TiO2/金属离子/ 光敏材料膜层。C，在TiO2/金属离子/光敏材料膜层的表面制作TiO2/金属离子膜层，具体包括Cl，按照B1-B3的步骤获得固含量为4. 5%的含有金属离子的钛溶胶。C2，将表面制作有TiO2/金属离子/光敏材料膜层的玻璃基体放入固含量为4% 的含有金属离子的钛溶胶中，以lOcm/min的速度提拉，从而将含金属离子的钛溶胶粘附在 TiO2/金属离子/光敏材料膜层的表面，再将粘附有含有金属离子的钛溶胶的玻璃基体放置在300°C的温度下干燥2h，从而在所述TiO2/金属离子/光敏材料膜层的表面获得TiO2/金属离子膜层。通过检测不同波长的光对上述实施例提供的修饰层的催化效果，发现可见光同样可以获得与紫外光相同的催化效果。由此可知，由上述实施例提供的制作方法获得的自清洁玻璃能够利用可见光，从而可以提高自清洁玻璃的光催化效率，进而提高自清洁玻璃的自清洁能力。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种自清洁玻璃，包括玻璃基体以及修饰层，其特征在于，所述修饰层包括自所述玻璃基体起依次叠置在所述玻璃基体表面的S^2膜层、Tio2/金属离子/光敏材料膜层以及 TiO2/金属离子膜层。
2.如权利要求1所述的自清洁玻璃，其特征在于，所述SiO2膜层的厚度为80 120nm。
3.如权利要求1所述的自清洁玻璃，其特征在于，所述TiO2/金属离子/光敏材料膜层的厚度为200 300nm。
4.如权利要求1所述的自清洁玻璃，其特征在于，所述TiO2/金属离子膜层的厚度为 80 120nm。
5.如权利要求1所述的自清洁玻璃，其特征在于，在所述TiO2/金属离子/光敏材料膜层中，所述TiO2、金属离子以及光敏剂的质量百分含量分别为5 80%，5 40%，5 30%。
6.如权利要求1所述的自清洁玻璃，其特征在于，在所述TiO2/金属离子膜层中，所述 TiO2和金属离子的质量百分含量分别为30 90%和10 70%。
7.一种自清洁玻璃的制作方法，其特征在于，包括以下步骤获取硅溶胶，利用所述硅溶胶在玻璃基体的表面制作S^2膜层；获取含有光敏半导体和金属离子的钛溶胶，利用所述含有光敏半导体和金属离子的钛溶胶涂覆在所述SiO2膜层表面制作TiO2/金属离子/光敏材料膜层；获取含有金属离子的钛溶胶，利用所述含有金属离子的钛溶胶在所述TiO2/金属离子/ 光敏材料膜层表面制作TiO2/金属离子膜层。
8.如权利要求7所述的制作方法，其特征在于，所述硅溶胶通过以下步骤获得将有机硅脂溶解在有机溶剂中，并在30 50°C的温度下搅拌获得有机硅脂溶液；用强酸溶液和去离子水配制成强酸溶液；将所述强酸溶液滴入所述有机硅脂溶液中，同时在30 50°C的温度下搅拌使所述有机硅脂水解；将韧化剂加入水解的所述有机硅脂溶液中，搅拌均勻并冷却至室温，获得所述硅溶胶。
9.如权利要求8所述的制作方法，其特征在于，所述有机硅脂的质量浓度为5 20%; 所述强酸与所述有机硅脂的摩尔比为0. 5 2. 5 ；加入的所述韧化剂与所述有机硅酯的摩尔比为0. 1 1. 5。
10.如权利要求8所述的制作方法，其特征在于，利用提拉法制作所述S^2膜层，所述硅溶胶的固含量为1 5%，所述玻璃基体的提拉速度为1 lOcm/min，从而将所述硅溶胶在粘附在所述玻璃基体表面。
11.如权利要求10所述的制作方法，其特征在于，粘附在所述玻璃基体表面的所述硅溶胶在60 100°C的温度下干燥10 30min，从而在所述玻璃基体的表面获得所述SW2膜层。
12.如权利要求7所述的制作方法，其特征在于，所述含有光敏半导体和金属离子的钛溶胶是通过以下步骤获得将有机钛脂溶于有机溶剂形成有机钛脂溶液；向所述有机钛脂溶液中加入金属盐以及抑制剂，在30 50°C的温度下搅拌获得第一混合液；用强酸、去离子水以及有机溶剂配置成第二混合液；将所述第二混合液滴入所述第一混合液，同时在30 50°C的温度下搅拌获得含有金属离子的钛溶胶；将光敏半导体粉末与强酸混合，然后加入所述含有金属离子的钛溶胶中，从而获得所述含有光敏半导体和金属离子的钛溶胶。
13.如权利要求12所述的制作方法，其特征在于，所述有机钛脂溶液的质量浓度为1 5% ；所述有机钛脂与所述金属盐的摩尔比为0. 1 1. 5，所述抑制剂与所述金属盐的摩尔比为0. 1 1. 5 ；所述光敏半导体粉末与所述有机钛脂的摩尔比为0. 1 2. 5。
14.如权利要求12所述的制作方法，其特征在于，利用提拉法制作所述TiO2/金属离子 /光敏材料膜层，所述含有光敏半导体和金属离子的钛溶胶的固含量为1. 5 4. 5%，所述玻璃基体的提拉速度为2 20cm/min，从而将所述含有光敏半导体和金属离子的钛溶胶粘附在所述SiO2膜层表面。
15.如权利要求14所述的制作方法，其特征在于，粘附在所述SiO2膜层表面的所述含有光敏半导体和金属离子的钛溶胶在250 300°C的温度下干燥0. 5 2h，从而在所述S^2 膜层表面获得所述TiO2/金属离子/光敏材料膜层。
16.如权利要求7所述的制作方法，其特征在于，所述含有金属离子的钛溶胶通过以下步骤获得将有机钛脂溶于有机溶剂形成有机钛脂溶液；向所述有机钛脂溶液中加入金属盐以及抑制剂，在30 50°C的温度下搅拌获得第一混合液；用强酸、去离子水以及有机溶剂配置成第二混合液；将所述第二混合液滴入所述第一混合液，同时在30 50°C的温度下搅拌获得所述钛溶胶。
17.如权利要求16所述的制作方法，其特征在于，利用提拉法制作所述TiO2/金属离子膜层，所述含有金属离子的钛溶胶的固含量为1. 5 4. 5%，所述玻璃基体的提拉速度为 1 lOcm/min，从而将所述含有金属离子的钛溶胶粘附在所述TiO2/金属离子/光敏材料膜层的表面。
18.如权利要求17所述的制作方法，其特征在于，粘附在所述TiO2/金属离子/光敏材料膜层表面的所述含有金属离子的钛溶胶在250 300°C的温度下干燥0. 5 2h，从而在所述TiO2/金属离子/光敏材料膜层的表面制作所述TiO2/金属离子膜层。
全文摘要
本发明提出了一种自清洁玻璃及其制作方法，自清洁玻璃包括玻璃基体以及修饰层，所述修饰层包括自所述玻璃基体起依次叠置在所述玻璃基体表面的SiO2膜层、TiO2/金属离子/光敏材料膜层以及TiO2/金属离子膜层。该自清洁玻璃能够利用波长小于500nm的可见光，从而使得自清洁玻璃的光催化效率高，自清洁能力强，而且修饰层与玻璃基体的结合力强，能够延长修饰层的亲水性。
文档编号C03C17/34GK102490406SQ201110342138
公开日2012年6月13日 申请日期2011年11月1日 优先权日2011年11月1日
发明者唐少俊, 李祥伟, 熊建民 申请人:奇瑞汽车股份有限公司