一种具有(NbOx/TiO₂)_n梯度薄膜的自清洁玻璃及其制备方法

摘要

本发明公开一种具有(NbOx/TiO₂)_n纳米片薄膜的自清洁玻璃及其制备方法。所述的具有(NbOx/TiO₂)_n梯度薄膜的自清洁玻璃包括基体层普通玻璃、纳米片溶胶层，纳米片熔胶层位于基体层上面；所述的纳米片溶胶层，即从基体层向上依次为NbOx纳米片溶胶涂层、TiO₂纳米片溶胶涂层交替排列而构成，其中n为1~10。其制备方法即以普通玻璃为基体，通过层层旋涂自组装方式，将TiO₂、NbOx纳米片溶胶涂覆在普通玻璃基体上，所得的具有(NbOx/TiO₂)_n梯度薄膜的自清洁玻璃，膜基结合力高、硬度高、耐刮擦性能好，玻璃的光学透过率高，亲水性能好，光降解有机污染物性能高。

主权项

一种具有(NbOx/TiO₂)_n梯度薄膜的自清洁玻璃的制备方法，所述的具有(NbOx/TiO₂)_n梯度薄膜的自清洁玻璃为层状结构，包括基体层，其特征在于还包括纳米片溶胶层，纳米片熔胶层位于基体层上面；所述的基体层为普通玻璃；所述的纳米片溶胶层，即从基体层向上依次为NbOx纳米片溶胶涂层、TiO₂纳米片溶胶涂层交替排列而构成的(NbOx/TiO₂)_n梯度薄膜，其中n为1~10；即以普通玻璃为基体，通过层层旋涂自组装方式，将TiO₂、NbOx纳米片溶胶涂覆在普通玻璃基体上，形成一种具有(NbOx/TiO₂)_n梯度薄膜的自清洁玻璃；其特征在于其制备过程具体包括步骤如下：（1）、TiO₂、NbOx纳米片溶胶的制备：以TiO₂、Nb₂O₅和K₂CO₃为原料，经过高温固相反应制备出相应的钛酸钾和铌酸钾层状化合物；将钛酸钾和铌酸钾层状化合物分别在1M HNO₃中浸泡3天后，抽滤，风干得到相应的钛酸、铌酸层状化合物；将得到的钛酸、铌酸层状化合物在10%的TBAOH溶液中膨润、剥离得到0.8g/L的TiO₂纳米片溶胶和1g/L的NbOx纳米片溶胶；（2）、用洗洁精、浓硫酸、乙醇、纯净水依次对玻璃基体进行清洗，风干备用；配制2.5g/L的聚乙烯亚胺溶液即PEI溶液，备用；（3）、将步骤（2）准备好的玻璃基体放置于吸盘，调节旋涂仪的参数，滴胶时间为5s，滴胶转数为500r/min，甩胶时间为15－40s，甩胶转数为1000－4000r/min，在上述的玻璃基体上依次滴加PEI溶液、NbOx纳米片溶胶、PEI溶液、TiO₂纳米片溶胶，得到具有(NbOx/TiO₂)₁前驱体薄膜的玻璃基体；（4）、重复步骤（3）中的旋涂PEI溶液、NbOx纳米片溶胶、PEI溶液、TiO₂ 纳米片溶胶0‑9次，得到具有(NbOx/TiO₂)_n前驱体薄膜的玻璃基体，其中n为1~10；（5）、将步骤（4）得到的具有(NbOx/TiO₂)_n前驱体薄膜的玻璃基体放入马弗炉中进行煅烧，煅烧过程控制温度为350－600℃，保温时间为0.5－2h后降温至室温后，即得一种具有(NbOx/TiO₂)_n梯度薄膜的自清洁玻璃。