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3.3 自清洁玻璃薄膜表征 18
3.3.1 亲水性分析 18
3.3.2 透过率分析 22
3.3.3 光催化性能分析 23
3.3.4 自清洁玻璃薄膜附着力及硬度分析 24
3.4 薄膜表面形貌分析 26
4 结论 27
致谢 29
参考文献 30
1 绪论
玻璃在建筑、汽车等方面广泛地被应用，空气污染等问题使得这些玻璃非常容易变脏而失去其透光度，玻璃的清洁工作也变得困难。尤其对于汽车玻璃，在下雨的情况下，由于普通玻璃表面污染的原因，当水滴落玻璃表面时会自动收缩，水会在玻璃表面形成具有一定接触角的水滴，紧密分布在玻璃表面，由于水珠对光的折射，常常使人们在下雨的情况下，无法通过玻璃看清前面的物体，所以，汽车的挡风玻璃在下雨时需要雨刮器。而具有亲水性的自清洁玻璃在水滴接触玻璃表面时马上会分散开，当水滴多时则形成水膜连成一片，不会影响司机的视线，减小了雨天行驶的危险。一种新型车辆用自清洁玻璃针对以上问题被广泛而深入地研究。
自清洁玻璃顾名思义就是可以自动清洁表面污染物，使玻璃本身自动保持新鲜和持久的光透过率等使玻璃清洁如新的一种状态。借助自身结构特点或者外界因素如雨水、阳光等自动清洗玻璃表面，达到自净作用，并且具有一定的抗菌效应。
1.1 自清洁玻璃
1.1.1 自清洁玻璃的研究现状
自清洁玻璃的研究不仅仅局限于实验阶段，进入21世纪，国内外一些企业在玻璃表面涂TiO2或掺杂TiO2膜，工业化生产出自清洁玻璃，并在市场上销售。日本作为最早发现TiO2具有光催化性能的国家，很早就开始了TiO2镀膜玻璃的研究，日本的纳米TiO2光催化自清洁产品的研发和应用都是走在世界前列的。2000年，日本Soda公司Shigemichi Fukayama与日本东京大学先进科学技术中心Toshiya Watanbe等合作采用溶胶-凝胶法在钠钙硅玻璃上制备纳米TiO2薄膜。日本的旭硝子公司和康宁硅酸盐工业公司等，采用化学气相沉积法(CVD)生产了自清洁玻璃产品并投入市场，但是这种方法制造的产品光催化效率比较低，而且成本较高，所以市场反应一般。
英国皮尔金顿((Pilkington)公司对自清洁玻璃的研发和制造也是比较成功的。在有效清除无机有机灰尘的同时，还要求其自清洁涂层是永久性的，即与玻璃有相同的使用寿命。该公司主要采用热解CVD法，其产品的透过率相对于溶胶-凝胶法来说比较低，光诱导超亲水性和光催化能力都比较好。不过他们的产品由于性价比低，并未赢取市场的认可。[1]
我国是关注自清洁玻璃比较早的国家，早在1995年就报到了日本相关产品的出现。比较早的有余家国、赵修建、俞新刚、王承遇等.他们对自清洁玻璃的制备、表征、改性等做了大量的研究，发表了众多相关论文报道。之后又有唐怀军、丁鹏、曾人杰等做了很多研究，例如通Fe3+Sr2+Y3+等的掺杂，来提高TiO2的光催化效率，进而提高自清洁玻璃的自清洁能力。刘熙娟提出在照明工程中使用自清洁玻璃，利用光催化自清洁原理，提高照明设备的光通量，并净化空气。刘景辉研究了TiO2在汽车挡风玻璃上的亲水性，并得出纳米TiO2膜可以达到防雾效果的结论。从公布的专利情况看，我国制备自清洁玻璃主要集中在溶胶-凝胶。到目前为止，在国内真正具有自清洁玻璃生产线，能够批量生产并且有自清洁玻璃产品投入市场的主要是格兰特(中山)工程玻璃有限公司、秦皇岛易鹏玻璃工程有限公司。像我国的国家大剧院，广东中山市财政局大楼等均采用了自清洁玻璃，北京的水立方也是采用的自清洁表层。