【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于材料，具體涉及一種增透自潔凈太陽能光伏玻璃納米薄膜的制備方法。
技術介紹
1、增透自潔凈薄膜是一種重要的功能涂層，在增強透過率、超親水、光催化或污染物降解方面有著廣泛的應用。
2、目前，增透自潔凈薄膜的制備多采用溶膠凝膠法，如《光學學報》2018年第1卷第239-244頁報道的“聚乙二醇對二氧化鈦薄膜結構及其自清潔性能的影響”的文章。該文中提及的多孔tio2薄膜的膜厚和孔直徑均為微米級，使用的造孔劑為peg2000。這種超親水多孔tio2薄膜雖表現出了較好超親水性，卻存在著如文中所述的薄膜出現了龜裂、耐久度、透光率(≥90％)等現象的不足。
3、《ceramics?international》2022，volume?48,issue?14“報道的超親水性自清潔sio2-tio2涂層的制備及其光催化性能”的文章。該文中提及通過二氧化鈦的水解和沉淀制備了sio2-tio2復合顆粒，并選擇了價格低廉且環保的sio2微球作為載體。sio2-tio2復合粒子表現出優異的光催化降解性能，對污染物的降解率可達98％以上，且復合粒子制備的薄膜具有超親水性。然而，這種復合顆粒涂層出現了耐受性、薄膜表面顆粒分布均勻度、透過率(≥90％)等現象的不足。
技術實現思路
1、本專利技術目的在于提供一種結構合理、膜層不易開裂、高透過率、具有良好的自潔凈光催化效果的的增透自潔凈太陽能光伏玻璃納米薄膜。
2、為達到上述目的，采用技術方案如下：
3、一種
4、(1)將鈦酸異丙酯溶解在乙醇、乙酸的混合溶液中得到前驅體溶液；向前驅體溶液中滴加硝酸的稀釋溶液，升溫至60℃下攪拌2h，得到tio2溶膠；
5、(2)tio2溶膠中添加peg10000混合后陳化，得到tio2-peg溶膠；
6、(3)將所得tio2-peg溶膠逐滴加入sio2溶膠混合后陳化，得到鍍膜溶膠；
7、(4)采用旋涂法將鍍膜溶膠旋涂于襯底之上，置于550℃下保溫2h后冷卻至室溫，得到增透自潔凈太陽能光伏玻璃納米薄膜。
8、按上述方案，步驟1所述前驅體溶液中鈦酸異丙酯的濃度為0.1mol/l-0.2mol/l。
9、按上述方案，步驟1所述硝酸的稀釋溶液為硝酸的乙醇水溶液，濃度為0.2mol/l-0.8mol/l。
10、按上述方案，步驟1中鈦酸異丙酯與硝酸的用量比約為3：1。
11、按上述方案，步驟2中peg10000的添加量在tio2-peg溶膠中的占比為5％wt-25％wt。
12、按上述方案，步驟3中tio2-peg溶膠與sio2溶膠的質量比約為1：6。
13、按上述方案，步驟4還包括旋涂法鍍膜之前，將光伏玻璃襯底依次置于氫氧化鈉溶液、去離子水、異丙醇、乙醇和去離子水中超聲清洗15min后干燥，后置于365nm的紫外汞燈下照射20min。
14、按上述方案，步驟4旋涂過程在4000r的轉速下標定25s。
15、按上述方案，步驟4還包括在對覆有薄膜的襯底保溫之前，先將其放在90℃的干燥爐內干燥1h，然后經220min升溫至保溫溫度。
16、按上述方案，步驟4所述襯底為光伏玻璃襯底、硅酸鹽玻璃襯底、石英玻璃襯底、硅片襯底、氧化碲襯底或硒化鎘襯底。
17、按上述方案，步驟4所得薄膜為tio2-peg納米顆粒、sio2納米顆粒構成的多孔膜，tio2-peg納米顆粒的平均粒徑為5nm；sio2納米顆粒的平均粒徑為40nm；所述多孔膜中孔的直徑為10nm左右，膜厚為100-800nm。
18、相對于現有技術，本專利技術有益效果如下：
19、本專利技術產物由覆于襯底上的厚100-800nm的多孔膜組成，其中，多孔膜由sio2-tio2-peg納米顆粒構成，構成多孔膜的sio2-tio2-peg納米顆粒的粒徑為45nm，其中，tio2-peg納米顆粒的平均粒徑為5nm；sio2納米顆粒的平均粒徑為40nm。多孔膜中孔的直徑為10nm左右。這種由sio2-tio2-peg納米顆粒和襯底組裝成的目的產物，既由于納米sio2-tio2-peg的特質，又因合適的sio2-tio2-peg納米顆粒徑，還由于sio2-tio2-peg納米顆粒間形成的恰當的孔直徑和類核殼納米粒子結構，更因優選的多孔膜的膜厚，而使目的產物做到了膜層表面平整不開裂，且與襯底結合牢固。
20、對襯底為光伏玻璃襯底或硅酸鹽玻璃襯底或石英玻璃襯底或硅片襯底或氧化碲襯底或硒化鎘襯底的目的產物使用紫外-可見-近紅外分光光度計進行表征，其均滿足了相應波段光對透過率的要求；其尤為適宜增強目的產物的抗激光損傷閾值。另經測試，目的產物還表現出了超親水的特性。
21、制備方法簡單、科學、高效。不僅制得了結構合理，膜層不易開裂的目的產物，還因為peg10000的加入，使薄膜表面形成了很多細微的孔洞，既增加了玻璃表面的粗糙度的同時又避免了旋涂后引起的缺陷及內應力增加。二是隨著peg10000在薄膜退火的過程中揮發去除，薄膜獲得了多孔洞結構，這種多孔洞的結構有效地緩解了薄膜在退火過程中由于內應力和表面張力而引發的易開裂問題。三是相較于普通sio2-tio2納米顆粒，sio2-tio2-peg納米顆粒的粒徑分布更加均勻，孔隙度更高、表面粗糙度更佳，進一步地降低了薄膜發生龜裂的可能，有效提高了鍍膜玻璃整體的透過率；更有著制作便捷、成本低和易于工業化規模生產的特點；進而使目的產物極易于廣泛地商業化應用于超親水和可見光波段增透領域。
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1.一種增透自潔凈太陽能光伏玻璃納米薄膜的制備方法，其特征在于包括以下步驟：
2.如權利要求1所述增透自潔凈太陽能光伏玻璃納米薄膜的制備方法，其特征在于步驟1所述前驅體溶液中鈦酸異丙酯的濃度為0.1mol/L-0.2mol/L。
3.如權利要求1所述增透自潔凈太陽能光伏玻璃納米薄膜的制備方法，其特征在于步驟1所述硝酸的稀釋溶液為硝酸的乙醇水溶液，濃度為0.2mol/L-0.8mol/L。
4.如權利要求1所述增透自潔凈太陽能光伏玻璃納米薄膜的制備方法，其特征在于步驟1中鈦酸異丙酯與硝酸的用量比約為3：1。
5.如權利要求1所述增透自潔凈太陽能光伏玻璃納米薄膜的制備方法，其特征在于步驟2中PEG10000的添加量在TiO2-PEG溶膠中的占比為5％wt-25％wt。
6.如權利要求1所述增透自潔凈太陽能光伏玻璃納米薄膜的制備方法，其特征在于步驟3中TiO2-PEG溶膠與SiO2溶膠的質量比約為1：6。
7.如權利要求1所述增透自潔凈太陽能光伏玻璃納米薄膜的制備方法，其特征在于步驟4還包括旋涂法鍍膜之前，將光伏玻
8.如權利要求1所述增透自潔凈太陽能光伏玻璃納米薄膜的制備方法，其特征在于步驟4還包括在對覆有薄膜的襯底保溫之前，先將其放在90℃的干燥爐內干燥1h，然后經220min升溫至保溫溫度。
9.如權利要求1所述增透自潔凈太陽能光伏玻璃納米薄膜的制備方法，其特征在于步驟4所述襯底為光伏玻璃襯底、硅酸鹽玻璃襯底、石英玻璃襯底、硅片襯底、氧化碲襯底或硒化鎘襯底。
10.如權利要求1所述增透自潔凈太陽能光伏玻璃納米薄膜的制備方法，其特征在于步驟4所得薄膜為TiO2-PEG納米顆粒、SiO2納米顆粒構成的多孔膜，TiO2-PEG納米顆粒的平
...【技術特征摘要】
1.一種增透自潔凈太陽能光伏玻璃納米薄膜的制備方法，其特征在于包括以下步驟：
2.如權利要求1所述增透自潔凈太陽能光伏玻璃納米薄膜的制備方法，其特征在于步驟1所述前驅體溶液中鈦酸異丙酯的濃度為0.1mol/l-0.2mol/l。
3.如權利要求1所述增透自潔凈太陽能光伏玻璃納米薄膜的制備方法，其特征在于步驟1所述硝酸的稀釋溶液為硝酸的乙醇水溶液，濃度為0.2mol/l-0.8mol/l。
4.如權利要求1所述增透自潔凈太陽能光伏玻璃納米薄膜的制備方法，其特征在于步驟1中鈦酸異丙酯與硝酸的用量比約為3：1。
5.如權利要求1所述增透自潔凈太陽能光伏玻璃納米薄膜的制備方法，其特征在于步驟2中peg10000的添加量在tio2-peg溶膠中的占比為5％wt-25％wt。
6.如權利要求1所述增透自潔凈太陽能光伏玻璃納米薄膜的制備方法，其特征在于步驟3中tio2-peg溶膠與sio2溶...
【專利技術屬性】
技術研發人員：謝俊，劉嘉誠，曹少文，張繼紅，
申請(專利權)人：武漢理工大學，
類型：發明
國別省市：
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