4.1  透光率分析16

4.2  水接触角测试结果17

4.3  防雾性能评价19

4.4  自清洁性能分析21

4.5  AFM分析结果22

5   总结与想法25

5.1  总结25

5.2  想法26

结论 27

致谢 28

参考文献29

1  绪论

步入21世纪，人类在享受科技发展带来的优异成果同时，也面临许多亟待解决的问题，环境问题就是其中之一。为了处理环境污染、避免其进一步加深，人们采用了各种各样的方法，但是这些方法要么是效率低下、可能会造成二次污染，要么是成本过高，不能普遍应用。所以研究一种新型、高效、低成本的环境处理方法是解决环境污染问题的关键，也是现在学者们研究的重点领域。

自从20世纪70年代Fujishima和Honda在TiO2电极上光致分解水产生氢气之后，TiO2以其优异的光催化性能逐渐走入人们的视野。利用TiO2所制备成的光催化材料在具备降解表面或者空气中有机污染物性能的同时，也具备了除臭、杀菌的性能。加之，其所利用的触发源是可再生的太阳能，在很好的解决能源问题的同时，也避免了二次污染的引入。鉴于其拥有如此优异的性能，将TiO2以薄膜的形式涂覆于材料表面，使材料拥有自清洁能力渐渐成为学者们的研究重点。1997年Wang首次发现TiO2薄膜有着光诱导超亲水性的特性，这种性能可以使有机污染物不易于粘附于材料表面，在风力或雨水的作用下可以自行掉落。

城市建筑材料中建筑玻璃是一个重要部分，伴随而来的清洁问题也在一段时间内困扰着人们。考虑到TiO2有着如此优异的性能，在玻璃表面镀一层TiO2薄膜不但可以有效的解决玻璃的清洁问题，同时也可以降低人工清洁的风险。所以，关于这方面的研究成为了一个热门领域。虽然取得了一定的成果，在生活中已经有着应用，但是其仍然存在着诸如制备过程中热处理温度过高，薄膜粘附力不强等问题。

本论文采用旋涂法在玻璃表面涂覆一层纳米TiO2薄膜，通过对比经过200℃和450℃热处理的样品的透光率、水接触角等性能，分析温度对纳米TiO2自清洁玻璃的影响，研究降温的可行性，为之后的研究尽自己的一份力。

1．1  纳米TiO2简介

事实上，除TiO2外还可以作为光催化材料的n型半导体有CdS、ZnO、SnO2等，但是其他的半导体光催化材料在光照条件下不稳定，容易被腐蚀产生有害离子，制约了他们的应用。而TiO2具有稳定性高，光催化能力强等特点，因此得到了大范围的应用。论文网

1.1.1  TiO2晶体结构与基本特性

TiO2三种主要的晶体结构是锐钛矿型、金红石型和板钛矿型，其中锐钛矿和金红石属于四方晶系而板钛矿属于斜方晶系。在光催化性能的选择方面，主要是采用TiO2中锐钛矿和金红石两种，因为，板钛矿型的TiO2不具有光催化能力。图1.1为TiO2三种晶体结构的基本物性、图1.2为TiO2金红石型和锐钛矿型结构示意图。

 图1.1 TiO2三种晶体结构基本物性[1]

         （a） 金红石型                         （b） 锐钛矿型

图1.2 TiO2金红石型和锐钛矿型结构示意图

虽然锐钛矿型和金红石型的TiO2都具有光催化能力，但其光催化能力的大小却不尽相同。从普遍的研究结果来看，锐钛矿型和金红石型的TiO2其价带位置基本相同，因此他们的光生空穴的氧化能力基本一样。但是在导带的位置上，锐钛矿型TiO2相较于金红石型TiO2电位更负，导致了其光生电子拥有更强的还原能力。两种晶型的能带结构如图1.3所示：