一种空气净化车窗及车辆的制作方法

本实用新型涉及汽车配件技术领域，更具体地说，涉及一种空气净化车窗，还涉及了一种包括空气净化车窗的车辆。

背景技术：

近年来，随着国内汽车保有量的不断增加，消费者对汽车质量的关注度也在不断提高，针对车内空气污染的投诉也在持续增加，车内环境成为人们关注的焦点。车内空气污染主要来自于塑料件、皮革、纺织品、胶合剂、橡胶等内装饰材料，它们散发出甲醛、苯、甲苯、二甲苯和TVOC等有害气体，对人体内脏器官、呼吸系统、免疫功能等会造成严重危害。目前国内家庭汽车的巨大刚需使得许多汽车下了生产线就直接进入市场，各种配件和材料的有害气体和气味没有释放期，直接造成车内的空气污染。而我国对乘用车内空气质量没有相关立法，部分生产厂家采用了廉价原材料，导致有毒物质的挥发浓度高，持续时间可达到数年之久。

现有技术中对车内空气进行净化常用空气净化器、臭氧发生器等，但是存在价格较贵，车身断电状态下不可使用等缺点；或者使用活性炭，但是净化效率低、持续时间短；又或者使用光触媒TiO₂喷雾，但是光触媒TiO₂喷雾不牢固，易被清洗掉，尤其在光线不足的情况下净化空气效果不佳。

因此，如何提高净化车内空气的效率、降低能耗与成本是本领域技术人员急需要解决的技术问题。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种空气净化车窗，能够提高净化车内空气的效率、降低能耗与成本。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种空气净化车窗，包括：

车窗玻璃基体；

设置于所述车窗玻璃基体内表面的掺杂阳离子的TiO₂功能层。

优选的，在上述空气净化车窗中，所述车窗玻璃基体为钠钙硅玻璃基体。

优选的，在上述空气净化车窗中，还包括设置于所述车窗玻璃基体与所述掺杂阳离子的TiO₂功能层之间的SiO₂膜层。

优选的，在上述空气净化车窗中，所述掺杂阳离子的TiO₂功能层厚度范围为50-100nm。

优选的，在上述空气净化车窗中，所述SiO₂膜层的厚度范围为100-200nm。

优选的，在上述空气净化车窗中，所述掺杂阳离子的TiO₂功能层为阳离子与TiO₂的摩尔浓度比范围为0.1～10mol％的掺杂阳离子的TiO₂功能层。

优选的，在上述空气净化车窗中，所述掺杂阳离子的TiO₂功能层为掺杂Ce³⁺、Eu³⁺、Zn²⁺、Mn²⁺、Zr⁴⁺、Fe²⁺、Al³⁺中一种或多种阳离子的TiO₂功能层。

从上述技术方案可以看出，本实用新型所提供的一种空气净化车窗，包括：车窗玻璃基体；设置于所述车窗玻璃基体内表面的掺杂阳离子的TiO₂功能层。当掺杂阳离子的TiO₂膜层受到自然光线照射时，由于掺杂阳离子的TiO₂功能层的对可见光的吸收作用，能够产生光催化效果，形成大量的自由电子e-和空穴h+，这些自由电子e-和空穴h+与空气中的氧气和水汽再复合生成·O^2-和·OH^-1等官能团，空气中的污染气体分子在遇到这些官能团的时候就会被分解为水和二氧化碳，去除有害气体，从而实现车内空气净化功能。

本实用新型还提供了一种车辆，包括上述任一项所述的空气净化车窗。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种空气净化车窗结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，图1为本实用新型实施例提供的一种空气净化车窗结构示意图。

在一种具体的实施方式中，提供了一种空气净化车窗，包括：车窗玻璃基体201；设置于所述车窗玻璃基体201内表面的掺杂阳离子的TiO₂功能层203。

传统TiO₂膜层的禁带宽度为3.2eV，光催化反应需要的激发光源的波长小于388nm，因此，仅采用紫外线才能起到催化作用，而太阳辐射能量中紫外线只占4％-6％。因此，在自然条件下，传统的TiO₂膜层的光催化功效难以发挥。掺杂阳离子的TiO₂功能层因为对可见光的强的吸收能力被应用于很多场合，本实用新型将其应用于车窗内，同时，因为TiO₂膜层存在锐钛矿、金红石、板钛矿等晶型，其中锐钛矿型TiO₂光催化能力最强，通过控制特定工艺、温度，可以产生理想的TiO₂晶型。而现有技术中的掺杂阳离子的TiO₂膜层受到自然光线照射时，掺杂阳离子的TiO₂膜层具有强的光催化效果，能产生大量的自由电子e-和空穴h+，这些自由电子e-和空穴h+与空气中的氧气和水汽再复合生成·O^2-和·OH^-1等官能团，空气中的污染气体分子在遇到这些官能团的时候就会被分解为水和二氧化碳，从而实现车内空气净化功能。本实用新型的核心在于将现有技术中的掺杂阳离子的TiO₂膜层与车窗玻璃基体结合，具体的，通过在车窗玻璃基体201内表面设置掺杂阳离子的TiO₂功能层203来吸收光能，通过光催化反应，去除有害气体。

在上述实施方式的基础上，车窗玻璃基体201为钠钙硅玻璃基体。由于钠钙硅玻璃基体对于波长短于400nm的紫外线并不透明，避免紫外线进入车窗内，但可见光波段的光线能够通过。当然，车窗玻璃基体201还可以为其它材质的玻璃基体，如掺杂有碳酸钾的玻璃基体等，均在保护范围之内。

进一步的，在上述空气净化车窗中，还包括设置于所述车窗玻璃基体201与所述掺杂阳离子的TiO₂功能层203之间的SiO₂膜层202。

具体的，涂覆于车窗玻璃基体201与掺杂阳离子的TiO₂功能层203之间的膜层为SiO₂膜层202，目的是为了阻隔钠钙硅玻璃基体的钠离子向掺杂阳离子的TiO₂功能层203进行扩散从而导致光催化失效，同时增强掺杂阳离子的TiO₂功能层203与车窗玻璃基体201的附着力。

进一步的，在上述空气净化车窗中，掺杂阳离子的TiO₂功能层203为阳离子与TiO₂的摩尔浓度比范围为0.1～10mol％的掺杂阳离子的TiO₂功能层203。阳离子与TiO₂的摩尔浓度比范围为0.1～10mol％制备形成的掺杂阳离子的TiO₂功能层203对可见光的吸收能力更强，能够增强光催化效果，提高车内空气净化效果。

更进一步的，在上述空气净化车窗中，所述掺杂阳离子的TiO₂功能层203为掺杂Ce³⁺、Eu³⁺、Zn²⁺、Mn²⁺、Zr⁴⁺、Fe²⁺、Al³⁺一种或多种阳离子TiO₂功能层。例如，可以单独掺杂Ce³⁺、Eu³⁺、Zn²⁺、Mn²⁺、Zr⁴⁺、Fe²⁺、Al³⁺中的一种，或者任意选取其中两种如Ce³⁺、Eu³⁺进行掺杂，无论一种还是多种阳离子在TiO₂功能层中均能够增强TiO₂对可见光的吸收能力，能够增强光催化效果，提高车内空气净化效果。

阳离子掺杂TiO₂膜层203和SiO₂膜层202构成了复合功能薄膜，其制备采用流水线喷涂工艺实现。在车窗玻璃基体201经过表面清洗和烘干过程，喷涂Si基溶液，再次烘干，经反复多次喷涂过程后达到理想Si基膜层厚度。然后，再喷涂阳离子掺杂的Ti基溶液，烘干，经反复多次喷涂过程后达到理想Ti基膜层厚度，上述过程的烘干温度控制在80-120摄氏度。

其中，Si基溶液由一定比例的正硅酸乙酯、乙醇、盐酸和去离子水配置而成。阳离子掺杂的Ti基溶液由以下方法制成，具体的将一定摩尔比的CeO₂、Eu₂O₃、ZnO、MnO₂、ZrO₂、Fe₂O₃、Al₂O₃等氧化物单质或混合物先用浓盐酸或浓硝酸溶解，然后边搅拌边加入一定量的草酸和聚乙二醇形成第一溶液，第二溶液由一定比例正钛酸丁酯、乙醇和去离子水配置而成。最后按照掺杂所需的摩尔配比将第一溶液和第二溶液混合得到一种或多种阳离子掺杂的Ti基溶液。。

最后，车窗玻璃基体201被加热至高温灼烧，反应温度控制在450-600度之间，经化学反应后产生理想的SiO₂、TiO₂晶型结构。最后，车窗玻璃基体201经冷却后，送至下游，采用传统的车窗加工、成型工艺得到新型功能车窗。

更进一步的，所述掺杂阳离子的TiO₂功能层203厚度范围为50-100nm，所述SiO₂膜层202的厚度范围为100-200nm。在厚度范围为50-100nm内的掺杂阳离子的TiO₂功能层203与厚度范围为100-200nm的SiO₂膜层202，既不会使得车窗玻璃厚度太大，又能够有效净化车内空气，提高车内空气净化效果。

本实用新型还提供了一种车辆，包括上述任一项所述的空气净化车窗，包含有空气净化车窗的车辆的车内空气良好，实现空气净化的效果。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。