1．3  纳米TiO2薄膜自清洁研究与存在问题

1.3.1  研究与应用

从上述中可以看出，将纳米TiO2以薄膜的形式涂覆于材料表面可以使材料拥有如此优异的性能，因此关于这方面的研究已经成为一个炙手可热的领域。在世界上许多先进国家的公司中，都设有专门从事自清洁材料研究的部分，例如日本的TOTO公司、德国的GEA公司等。

在产品的应用方面，英国的皮尔金顿公司在TiO2自清洁玻璃的研究与应用方面处于世界的前列，该公司在2002年年底就把相关产品销售到欧洲、美国等市场，抢得了先机。国内知名大学，如清华大学等，也在TiO2自清洁玻璃的研究方面卯足了力。另外国家大剧场的穹顶所需的玻璃，据说就是应用中科纳米技术工程中心有限公司所制备的自清洁玻璃。

1.3.2  存在的问题

虽然现在的纳米TiO2薄膜有着如此优异的性能，相关的自清洁玻璃也已经在生活中得到了应用，但是不可否认，其中仍然存在一些需要解决的问题：

（1） 在向玻璃表面涂覆纳米TiO2的制备过程需要进行一定的热处理工艺，而这个过程需要400~500℃的温度，这一定程度限制一些材料的应用以及工艺的简化，影响其继续发展。

（2） 薄膜只有很好的粘附于材料表面才能有效的发挥它的功能，在现在已有的自清洁的产品中，粘附力较差是一个普遍存在的问题，如何有效的解决这个问题，决定着这项技术可否长远的发展。

1．4  选题依据与研究内容

1.4.1  选题依据

能源问题和环境问题成为限制21世纪人类发展的两个重要问题，环境污染的加剧、能源的不断减少，渐渐地威胁着人类的生存，如何有效的解决这两个问题，成为各国研究工作者面对的难题。纳米TiO2材料因其具备优异的光催化性能，可以有效的将其表面的有机污染物降解为二氧化碳和水等无污染物质，并且借助其自身的超亲水性能，可以将附着于表面的油类等物质在自然作用下脱落，达到自清洁效果。加之激活这种材料产生如上性能的能源是太阳能这种可再生能源，这不仅很好的解决了环境污染问题，同时也一定程度降低了能量的消耗，因此这种材料渐渐成为各国研究者关注的重点，对它的研究也逐渐增多。来!自~优尔论-文|网www.youerw.com

纳米TiO2材料在拥有优异性能的同时，也有着上述中提到的一些缺点，如果可以通过研究，很好的解决这些问题，不但可以促进纳米TiO2的应用，也可以在一定程度上缓解能源问题，解决环境污染污染，具有重大的研究价值。

1.4.2  研究内容

针对现在纳米TiO2薄膜在涂覆于玻璃表面过程中存在的问题，本论文的研究内容主要有如下几点：

（1） 通过查阅、总结、分析相关文献，整理出最佳的制备工艺参数，为之后的实验打下基础。

（2） 配制出质量分数0.5%的纳米TiO2溶胶，通过旋涂法在玻璃基底上制备出1层和3层的纳米TiO2薄膜。

（3） 将所制备的玻璃基底分别经过200℃和450℃保温1小时，优化薄膜性能，为之后对比测试做好准备。

（4） 分别对所制备的样品进行透射率、水接触角、防雾性能、原子力显微镜（AFM）等测试，对比不同热处理温度对样品性能的影响，分析降温的可行性，为以后的研究提供一定的参考。