增透型超亲水氧化锌/二氧化钛复合纳米结构自清洁涂层及其制备方法

摘要

本发明涉及一种增透型超亲水氧化锌/二氧化钛复合纳米结构自清洁涂层及其制备方法。本发明采用水热的方法在基片表面生长一层300-800纳米的ZnO纳米线阵列结构薄膜，然后在ZnO的表面生长一层TiO₂的纳米薄片。由于纳米线点阵之间存在大量空隙，从而该薄膜具有一定的减反增透特性。其透过率从基片的80％提高到85％以上。二氧化钛层的引入致使氧化锌纳米线阵列的接触角从原来的60°降低到10°左右。更重要的是TiO₂层可以在太阳光下有效地降解吸附在表面的有机污染物，实现自清洁的功效。本发明所用工艺方法简单、材料易得、成本低廉，适用于汽车、飞机挡风玻璃、透镜、建筑物的幕墙和玻璃等场合。

主权项

一种增透型超亲水氧化锌/二氧化钛复合纳米结构自清洁涂层的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：①ZnO晶种层的制备：在0.1～0.5mol/L的醋酸锌的乙醇溶液中加入碳原子数为2～6的脂肪胺或醇胺，其中Zn(CH₃COO)₂与胺的摩尔比为1∶0.5‑1.5；将该溶液旋涂在干净的基片上，然后将基片在200～500℃下煅烧20～60分钟；②ZnO纳米线阵列的生长：配制10‑50mmol/L的硝酸锌水溶液，并加入等摩尔的六次甲基四胺到硝酸锌溶液中；将在步骤①中制备的基片浸没在上述溶液中，保持基片直立；将反应体系置于70‑100℃的恒温烘箱中2‑12小时，获得厚度为300‑800纳米的ZnO纳米线阵列；③ZnO/TiO₂复合结构的纳米薄膜：将步骤②中所制备的生长有ZnO纳米线阵列的基片直立于水热反应釜，在反应釜中加入10‑20mL钛酸酯的异丙醇溶液，溶液中钛酸酯的浓度为1‑100mmol/L，再加入5‑50微升的氮原子数为2～10的多胺；然后将上述溶液密封在水热反应釜中，加热至140～200℃并保持在该温度下6～24小时；待反应降温至室温时将基片取出，用水、乙醇润洗3‑5次；最后将基片在400～600℃煅烧1～5小时获得具有增透效果的自清洁涂层。