来水冲走。
目前，几乎所有的自清洁玻璃生产厂商和研究者都是从这两点出发去研究和检验玻璃是否具有自清洁功能的。
另外，有部分材料工作者已经开始了疏水性自清洁玻璃的研究，这种自清洁玻璃是模仿荷叶的自清洁效果，在玻璃表面镀层疏水膜制备而成的。
这种玻璃的研究刚刚开始，还没有更多的信息。
本试验所研究的是亲水性自清洁玻璃，如果没有特殊说明，文中所提到的自清洁玻璃均指此种玻璃。
但无论任何种自清洁玻璃在安装后使用前都应该进行自清洁功能的激活处理，否则在使用中是很难发挥自清洁作用的。
在自清洁玻璃的技术指标中，自清洁玻璃的超亲水性和对有机物的降解功能是其最重要的技术指标。
自清洁玻璃的超亲水性指玻璃表面能够强烈吸附水分子，使水滴在玻璃表面形成膜状，水滴与玻璃表面的接触角很小，般小于，此时，这种固体被认为具有亲水性。
标准的自清洁玻璃的超亲水性指接触角小于。
般的普通玻璃，由于表面污染的原因，当水滴落在玻璃表面时会自动收缩，水会在玻璃表面形成具有定接触角的水滴，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。
而具有超亲水性的自清洁玻璃在水滴接触玻璃表面时马上分散开，当水滴多时则形成水膜连成片，不会影响司机的视线，减少了雨天行驶的危险。
另外，由于玻璃形成的水膜很薄，使水极易于挥发，因此自清洁玻璃能够快速干燥，干燥后也不会在玻璃表面上留下水存在过的痕迹，即水渍，所以超亲水性是自清洁玻璃功能的内蒙古工业大学本科毕业论文种重要体现。
自清洁玻璃的光催化能力指在紫外线或可见光的光照条件下，玻璃表面产生光生电子空穴对，使吸附在玻璃表面的水由于空穴的诱导作用生成自由基，这些自由基分解吸附在玻璃表面的有机化合物，使沉积在玻璃表面的有机物分解，然后挥发或被水冲走，以保持玻璃表面的清洁。
自清洁玻璃最突出的优点就是可以自动清洁而无需再用洗涤剂或外力去清洗，这正是自清洁玻璃之所以吸引人们关注的重要原因之。
自清洁玻璃的分类从自清洁玻璃定义可知自清洁玻璃是指具有自动亲水除污功能表面的玻璃，因此，自清洁玻璃无须从功能分类，只需从玻璃表面镀膜的材质出发就可以区别不同性质的自清洁玻璃。
自清洁玻璃按材质分类可分为无机膜材料自清洁玻璃和有机膜材料自清洁玻璃，按亲水性分类可分为超亲水性自清洁玻璃和超疏水白清洁玻璃。
通常，有机自清洁玻璃都是超疏水的，正是由于其超疏水性使处在玻璃表面的水无法吸附在玻璃表面而变为球状水珠滚走来保持表面自清洁，同时，也有特殊无机结构材料膜的超疏水玻璃。
而超亲水自清洁玻璃则基本是无机材料与传统玻璃基材的结合，但超亲水自清洁玻璃又分为在可见光下就具有超亲水性还是在紫外光下具有超亲水性两类。
超亲水玻璃是靠表面对水的亲和性把无机污物和有机污物隔开进行自清洁处理的。
从材质上看，具有超亲水性的自清洁玻璃般都是无机材料组成的膜，例如等。
目前已经使用的和研究开发的自清洁玻璃表面功能膜材料主要是及与其他金属或非金属的复合物。
纳米自清洁玻璃是最原始的和应用最为广泛的自清洁玻璃，它利用已研究成型的纳米的光催化效果得到表面具有光致超亲水性和光催化分解有机物功能的自清洁玻璃。
而这种自清洁玻璃的使用条件就是必须在紫外光条件下照射定时间后，才能使玻璃产生超亲水性，起到自清洁玻璃的作用。
内蒙古工业大学本科毕业论文第二章自清洁玻璃的研究方法及原理亲水性机理超亲水性是于年在公司的实验室里意外发现的。
薄膜在紫外光的照射下获得了超亲水性。
在这种情况下，同样产生了电子和空位，但与光催化时的反应完全不同。
电子将子还原成离子，空位将氧化氧离子。
在这个过程中，氧原子被逐出形成氧空位如图所示，水分子可以占据这些空位产生羟基基团，从而使表面具有亲水性。
材料的表面被紫外光照射的时间越长，水的润湿角就越小，中等强度的紫外光照射后，润湿角接近于零，也就是说水具有在材料表面完全铺开的趋势。
具有两种特殊的光感应现象，第种是近些年才发现的亲水性，种就是光催化现象，这种现象的术语称之为超亲水性。
虽然这两种现象存在本质上的区别，却同时发生在的同个表面。
根据成分和工艺的不同，的表面可能光催化突出些，超亲水性次之，或者正好相反。
图二氧化钛薄膜亲水性原理最初的研究认为表面的超亲水性起因于表面吸附有机分子的光催化分解反应，但是进步的研究表明，超亲水性是表面本身光诱导的种特性。
目前的研究认为，在光照条件下表面的超亲水性起因于其表面结构的变化光诱导产生额外的氧空位据认为是处于表面配位的桥位置，带正电的氧空位化学吸附，进而通过氢键吸附水分子，形成物理吸附层，即在缺陷周围形成了高度亲水的微内蒙古工业大学本科毕业论文区，导致亲水性。
而表面剩余区域仍保持疏水性，这样就在五表面构成了均匀分布的纳米尺寸分离的亲水和亲油微区，类似于二维的毛细管现象。
由于穴，显示出了亲水性，随后产生电子空穴的不断复合，这样就会减慢电子和空穴增加的速度，使得接触角减小的速率也减慢了，当光激发反应与电子空穴复合二者处于平衡状态时，薄膜表面的空穴数量就保持定，即薄膜的接触角也就趋于稳定。
通过对实验结果的分析表明薄膜具有光致亲水性。
光催化活性利用分光光度计测量不同时间紫外光灯照射下，甲基橙溶液的吸光值分别取利用中降解率计算公式计算出不同时间的降解率，统计数据得表，并绘制曲线如图。
表不同薄膜降解率随时间的变化时间，降解率项目第组第二组第三组内蒙古工业大学本科毕业论文图不同层数薄膜对甲基橙溶液降解率变化曲线由图可以看出随着光照时间的延长，甲基橙被降解的越多，降解率越高。
还可以看出，随着镀膜层数的增多，降解率越高。
因为在光催化氧化过程中，电子空穴的简单复合是在之间发生的，氧是种电子俘获剂，阻止了电子空穴复合，从而提高了量子产率，因此反应速率取决于对电子空穴的利用率。
由于水中有机物或水分子可以很快地俘获空穴，而水中氧分子俘获电子，但是速率较慢，所以整个的反应步骤是电子与催化剂表面上的氧气之间的传递。
因此随光催化时间的延长，所得到的能量也越来越多，从而是导带产生的高活性电子数目增多，价带生成带正电荷的空穴数目也增多，水中氧分子不断地俘获电子，根据的光催化氧化原理，最终生成的超氧负离子和羟基自由基的量也会增多。
由于光催化降解甲基橙的实质就是具有强氧化性的羟基自由基来氧化甲基橙，从而使其变成无机物，因此随着光催化时间的延长，薄膜对甲基橙溶液的降解率也会提高。
由图可以得到，随薄膜镀膜层数的增多光催化降解率随之增大，但超过层时，光催化性却有下降趋势。
由于随着厚度的增加，颗粒增多，参与光催化反应的数量增多，降解率提高同时，随薄膜变厚颗粒变大，电子空穴在颗粒内部复合使光量子效率降低，从而使光催化活性减弱。
综上，本次试验最终确定涂覆层薄膜为最佳。
射线衍射分析将制得的溶胶放入马弗炉中于干燥成纳米粉体，在时保温后的掺铁的粉体进行分析，射线衍射图谱如图所示。
降解率降解率降解率内蒙古工业大学本科毕业论文图粉体射线衍射分析图从图中可以看出，经热处理后掺铁为锐钛矿相，还有少量的金红石相和少量的非晶相弥散峰出现。
分析表明，此时绝大部分的非晶相已经转化为锐钛矿相。
显然，在较低温度下热处理得到的纳米粒子的衍射峰宽化且峰强度相对较弱，说明晶粒细小且晶体生长不完整，还有非晶成分在内。
随热处理温度的升高，衍射峰逐渐的由宽变窄，由弱变强，说明随粒子尺寸逐渐长大结晶趋于完好。
的热处理温度下所制备的二氧化钛主要为锐钛矿相，普通钠钙玻璃的软化温度为，因此在以钠钙玻璃为基片制得的自清洁膜在热处理效果是最好的。
光学电镜分析我们制备了铁摩尔比掺铁纳米复合薄膜，同组同学制备了纯薄膜，图为薄膜样品的形貌图，图和分别为镀了层的纯和掺杂铁离子的薄膜的图，放大倍数为倍。
两者热处理工艺条件相同热处理温度时间。
对比图和图，通过微粒图像的观测，掺杂前薄膜表面大部分是粒径均匀的单个粒子，且颗粒度极小，表明产物是级内蒙古工业大学本科毕业论文微晶集合体掺杂了铁离子后，薄膜表面粒子分布均匀致密，结晶性能更加良好，且薄膜表面的颗粒度明显增大，平均粒径在左右。
图图为纯薄膜倍图图掺铁薄膜倍图内蒙古工业大学本科毕业论文结论本人在归纳总结他人研究的基础上，设计出了自清洁玻璃的实验装置，采用溶胶凝胶法结合旋转涂膜工艺进行掺铁自清洁薄膜玻璃的研究，对工艺路线的选择以及工艺参数对薄膜形貌光催化性能亲水性和光学性能等的影响进行了系统研究，得出以下结论掺杂铁离子的薄膜在热处理温度为，保温时间为时，薄膜完全结晶为锐钛矿结构，且表观良好，无剥落等现象，粒子分布均匀致密通过反复试验，在热处理薄膜不开裂的情况下，确定最佳镀膜层数为层。
随薄膜层数的增加，降解率先变大后边小，在镀膜层数为层时薄膜对甲基橙的降解率达到最大。
在不同温度反复试验，在的热处理温度下所制备的掺铁二氧化钛主要为锐钛矿相，最佳热处理温度为通过所制备的试样对甲基橙溶液的降解分析，表现出了优良的光催化活性。
将玻璃放在黑暗中，用的紫外灯照射后水滴接触角可达以下，分析制得的薄膜有良好的亲水性能试验表明，本文制得的薄膜对有机物的除污性能防雾性能良好，表现出了优良的自清洁性能。
内蒙古工业大学本科毕业论文参考文献刘平，凌岚等，光催化抗雾膜材斟的制各及其亲水性研究，葡等学校化学学报，余家国，赵修建，多孔薄膜自清洁玻璃的亲水性和光催化活性，高等学校化学学报，李玲，自清洁玻璃，化学工业出版社柳清菊，吴兴惠，刘强等复合光催化超亲水性薄膜的研究功能材料宋继鑫国外光学薄膜的应用和真空镀膜工艺光学技术，普尔克尔，玻璃镀膜，科学出版社，唐勋海纳米前驱体溶胶制备及其对定径水口改性研究武汉科技大学硕士学位论文内蒙古工业大学本科毕业论文王晓萍，于云，薄膜的液相沉积法制各及其性能表征，无机材料学报，胡黎明，顾燕芳，烷氧基钛水解制备超细粒子Ⅱ水解反应动力学及粒子形成，华东化工学院学报，祖庸，李晓娥，卫志贤，超细的合成研究溶胶凝胶法，西北大学学报自然科学版，黄云龙，赵光明，溶剂催化剂对溶胶凝胶过程影响，功能材料唐怀军，张敏等，掺杂光催化自洁玻璃的研制，玻璃于搪瓷，孙国峰，张振伟，王玲等，纳米薄膜透光率及结构研究，山东化工，于向阳，程继建，铁铬离子掺杂对薄膜光催化活性的影响，无机催化学报，
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