第40卷第6期 2010年6月
涂料工业
PAINT&COATINGSINDUSTRY
SiO，-TiO,薄膜的制备及光致超亲水性能研究
Vol.40No.6 Jun.2010
吕德涛，郭完英，周娟2，李荣超（1.青岛大学化学化工与环境学院，山东青岛266071：
2.中国船舶重工集团公司第七二五研究所，海洋腐蚀与防护国防科技重点实验室，山东青岛266071）摘要：为了制备具有良好的光致超亲水性的SiO，-TiO，薄膜，实验用溶胶凝胶法结合超声技术以正硅酸乙酯
（TEOS）和钛酸丁酯（TBOT）为前驱体制备SiO，-TiO，溶胶；采用没溃提拉法在普通载玻片上涂膜；然后分别运用微波炉和马弗炉2种不同的烧结方式进行热处理制得产品。将所得产品分别进行接触角、紫外-可见分光光度计、FT IR、AFM测试。结果表明：马弗炉烧结得到的SiO,-TiO,薄膜亲水性要好于微波炉烧结，并且在V(TEOS)：V(TBOT）
TIO,之间生成了复合氧化物。
关键调：溶胶凝胶法；SiO,-TiO,；亲水；薄膜；烧结中图分类号：TQ630.7
文献标识码：A文章编号：0253-4312（2010)06-0018-04
Synthesis and Photoinduced Superhydrophilicity of SiO,-TiO,Film
Lw Detao',Guo Xianying',Zhou Juan',Li Rongchao
(1. College of Chemical and Emuironmental Engineering,Qingdao Unitersily,Qingdao, Shandong 266071, Chian; 2. State Key Laboratory for Marine Corrosion and Protection, Luoyang Ship Material Research Institute,Qingdao, Shandong 266071, China)
Abstract:In order to prepare the SiO,-TiO,film with excellent photoinduced superhydrophilicity,SiO, TiO, sol based on butyl titanate(TBOT) and tetraethyl orthosilicate(TEOS) as precursor was prepared by sol -gel process under ultrasonography condition. SiO, - TiO, flms were prepared on common glass sub-strates with dip - coating technique, which were then heat -treated in microwave oven and mufle furnace to obtain the end products. These films were tested by contact angle tester, ultraviolet - visible spectrophotome ter,IR and AFM.The results showed that the hydrophilicity of SiO, -TiO, films heated in mufle furmace was better than that in microwave oven. When the volume ratio of TEOS and TBOT is O. 75, the contact an gle was the lowest, 4. 3°, which is sufficient to satisfy the requirement of anti pollution and self - cleaning-The peaks of Ti-O--Si bond in FT -IR spectrogram suggested that a new composite oxide is formed be-tween SiO, and TiO,.
Key Words:sol -gel process; SiO,-TiO,;hydrophilicity;film;heat treatment
0引言
TO，具有活性高、自身稳定、无毒、成本低等优点，是目前应用最广泛的光能化材料，也是最具有开发前途的绿色环保材料，但粉体型的T0,难于回收，实际应用受到局限。薄膜型 TiO,解决了固载化间题，使有关TiO,的各种研究成果便于实际应用，其中SiO,-TiO,薄膜不仅保持了TiO,原有的光催化性能，面且极大地改善了TiO,的光致亲水性能-3)，在卫生洁净、光学仪表、涂料等多个领域有广泛的应用前景，现今日本、法国等发达国家的自清洁玻璃、自清洁卫浴的研究已经处于试用阶段(4)。国内量然关于SiO,掺杂TiO,的研究很多，但薄膜型的产品却很少，而且基本上都是从光催化剂的角度着重
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研究其光催化性能，而忽视了其光致亲水性。本研究从应用角度，采用实验条件温和、便于工业应用的溶胶凝胶法和成本低廉的正硅酸乙酯（TEOS）、钛酸丁酯（TBOT）为前驱体；并且在实验过程中未用复杂的水解控制剂和其他添加剂，便于揭示SiO,-TiO,薄膜的光致亲水性机理和影响因素：另外分别试验了新兴的微波烧结和传统的马弗炉烧结2种不同烧结方法[5]。
实验部分 1
1.1仪器与材料
钛酸丁酯（TBOT）：天津市科密欧化学试剂研发中心：正硅酸乙酯（TEOS）：天津市巴斯夫化工有限公司；硝酸、无水乙