专利名称：在玻璃表面形成金属复合二氧化钛纳米粒子膜的方法
技术领域：
本发明属于纳米材料和光催化的应用技术领域，特别涉及使用水热法， 合成晶化程度高，具有特定晶型的二氧化钛纳米粒子，纳米粒子再分散后形成 溶胶，镀膜热固化后在玻璃表面上形成一系列具有杀菌、防霉、除臭、降解 有机污染物、分解有害气体功能以及良好亲水能力的金属复合二氧化钛纳米 粒子膜的方法。
背景技术：
近年来，高层建筑、玻璃幕墙式的办公大楼等在城市尤其是北京，上海 等大城市如雨后春笋般的大量涌现。这些高层建筑物的出现为建筑玻璃的保 洁带来了新的问题即玻璃的清洁必须高空作业。这样，玻璃的定期清洗危险 性高，成本高昂。除此之外，在玻璃的清洁过程中还需要使用大量的洗涤剂， 毫无疑问，将为环境带来危害。为解决此一问题，近年来基于二氧化钛光催 化性能的自清洁玻璃的研究吸引了研究者极大的兴趣。目前，在玻璃基底上 制备二氧化钛自清洁膜主要有下面几种方法(1)磁控溅射法；(2)高温热 解法；(3)溶胶-凝胶法。磁控溅射法需要专用设备以及高温、高真空的使用 环境，实施时的成本较高。同时，使用磁控溅射法得到的玻璃制品外观发白， 表观性能与普通玻璃存在一定差距。高温热解法一般使用钛的醇盐作为前驱 物，在二四百度的高温下热解钛的醇盐来制备二氧化钛纳米粒子膜， 一般来 说，膜比较致密，不利于二氧化钛纳米粒子膜亲水性的长期保持。溶胶-凝胶 法是目前研究最为广泛的一种制备自清洁玻璃的方法。以钛的醇盐作为前驱 物，通过溶胶凝胶法制备稳定的二氧化钛溶胶，再将二氧化钛溶胶担载在玻 璃基底上得到二氧化钛的纳米粒子膜。这方面的报导可参见《自然》1997年 第 388 巻 431 页 (Wang, R., Hashimoto, K.，Fujishima，A.， Nature, 1997,388,431 )，《新化学杂志》1996年20巻233页 (Sitkiewiitz，S. ，Heller，A. ，New丄Chem. ， 1996， 20, 233)和《环境科学与
技术》1998年第32巻726页(Sunada， K. ， Kikuchi， Y. , Hashimoto, K,， Fujishima， A. ， Eviron. Sci. Techno. ， 1998， 32， 726)等。在这种方法中使用 的二氧化钛溶胶中的二氧化钛粒子为无定型结构，二氧化钛膜在高温热固化 过程中，颗粒的生长非常显著；同时，烧结过程中颗粒的晶型从无定型相向 晶相转变，也可能带来膜的开裂。已有的研究表明，烧结过程中颗粒的显著 生长带来了玻璃可见区透光率的明显降低。耐候性考察也表明，使用溶胶-凝 胶法制备的二氧化钛膜亲水性的保持时间很短，这可能与下列原因有关镀 膜液-二氧化钛溶胶中含有大量的有机物，烧结后膜对有机物的亲和性相对较 好；二氧化钛的晶化程度较低，因而影响了二氧化钛粒子的光催化活性。有 鉴于溶胶-凝胶法的缺点，为得到足以实用化的自清洁玻璃，还需开发新的技 术。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种在玻璃表面上形成具有特定晶相组成的金 属复合二氧化钛纳米粒子膜的方法，用以制备光催化活性高，亲水性保持时 间长的自清洁玻璃制品。
本发明的目的之二是以相对金属醇盐更为廉价、易得的金属无机盐一四 氯化钛为主要原料，使用碱调节体系的pH值，运用水热法合成晶相组成一定， 晶化程度高的金属复合二氧化钛纳米粒子；分散该粒子后得到溶胶，以该溶 胶作为实现本发明方法的原料，用以克服常用方法带来的烧结过程中颗粒尺 寸显著增加的缺点，提高制品的性能以及耐候性。
本发明的目的之三是在水热制备金属复合二氧化钛纳米粒子时加入金属 盐或金属络合物，使玻璃表面的粒子膜具有一定的暗杀菌功能和一定的可见 光催化性能。
使用结晶状态好，晶相组成一定的二氧化钛纳米粒子的胶体溶液作为镀 膜溶液，制备自清洁玻璃既可克服溶胶-凝胶法带来的高温烧结过程中二氧化 钛纳米粒子的显著生长问题，又对提高二氧化钛的光催化性能有利。基于这 一原则，本发明人提出了本发明的方法，该方法包括
(1) 水热法合成晶相组成一定的金属复合二氧化钛纳米粒子；
(2) 洗涤再分散金属复合二氧化钛纳米粒子；
(3) 在玻璃表面镀膜后热固化。
本发明所述的金属复合二氧化钛纳米粒子是由下面方法制备得到的，该
方法包括以下步骤，所涉及的量是以重量份数计
(1) 取15 65份四氯化钛加入置于0 10°C水浴中的35 85份冰水中， 持续搅拌30分钟 5小时后，过滤，收集下层滤液后得到透明、澄清的四氯 化钛水溶液；
(2) 将0.0001 3份的水溶性的过渡金属盐，0 10份的络合剂加入到 87 99. 9999份的去离子水中，得到过渡金属盐溶液或被络合剂络合的过渡金 属盐溶液；
(3) 将10 40份的无机碱加入到60 90份的去离子水中溶解后得到碱
溶液；
(4) 在快速搅拌下，往10 50份步骤(l)的四氯化钛水溶液中加入0. l 30份步骤(2)的过渡金属盐或被络合剂络合的过渡金属盐溶液，持续搅拌数 分钟后，加入0.05 30份步骤(3)的碱溶液，补加去离子水后持续搅拌l 分钟 2小时使之均匀混合；将上述溶液转移到中压釜中，于100 300"C恒
温；
(5) 将步骤(4)得到的溶液自然冷却后，倾去上层清液，过滤下层沉 淀，洗涤下层沉淀1 10次后，使用少量去离子水将沉淀转移至容器内得到 晶化程度高，晶相组成一定的金属复合二氧化钛纳米粒子浆液；
(6) 将0. 5 20份的表面活性剂加入到80 99. 5份的去离子水中得到 表面活性剂水溶液；
(7) 在剧烈搅拌下，向5 50份步骤(5)的金属复合二氧化钛纳米粒 子浆料中加入0 94份的去离子水和1 50份步骤(6)的表面活性剂水溶液， 10 60 "C下持续搅拌5分钟 5小时，超声分散2分钟 4小时后搅拌0 10 小时，静置，过滤后得到金属复合二氧化钛纳米粒子溶胶。
所述的步骤(4)在恒温之前补加的去离子水为30 89. 95份。 所述的步骤(4 )恒温时间为30分钟 24小时。 步骤(2)所述的过渡金属为铁、银、镍、铂、铱、锌、钯或铜等。 步骤(2)所述的络合剂是氨水、草酸盐、硫代硫酸盐、硫氰酸盐、柠檬
酸、酒石酸、三乙醇胺、二乙醇胺或氨基酸等。
步骤(3)所述的碱为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、
碳酸氢钾或氨水。
步骤(6)所述的表面活性剂为聚乙二醇、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮或聚乙二醇-b-聚丙二醇-b-聚乙二醇两亲性三嵌段共聚物。
所述的金属复合二氧化钛纳米粒子的晶相组成为锐钛矿型、金红石型、 锐钛矿型与金红石型的混晶结构或锐钛矿型与板钛矿型的混晶结构(板钛矿
的含量不大于20°/0)。
所述的金属复合二氧化钛纳米粒子的颗粒尺寸为3 100纳米。 去离子水调节晶相组成一定的金属复合二氧化钛纳米粒子溶胶的浓度
后，在玻璃表面喷涂、浸涂或刷涂，干燥，重复涂膜，高温热固化后即可在
玻璃表面形成金属复合二氧化钛纳米粒子膜。
本发明的在玻璃表面形成金属复合二氧化钛纳米粒子膜的方法包括以下 步骤，所涉及的量以重量份计
(1) 在搅拌下，向1 0 100份的金属复合二氧化钛纳米粒子溶胶中加入 0 90份的去离子水后，搅拌均匀；
(2) 将步骤(1)的溶胶涂于玻璃表面，室温 200"C千燥1分钟 5小
时；
(3) 将上述覆有金属复合二氧化钛纳米粒子膜的玻璃，在温度为300 70(TC下恒温1分钟 10小时。
为保证纳米粒子膜的厚度，可重复步骤(2) l次或l次以上。
通过本发明方法在玻璃表面上形成的具有光催化功能的金属复合二氧化 钛纳米粒子膜，具有抗菌、防霉、除臭、分解污染物功能。同时，玻璃表面 可在自然光条件下长时间的保持优良的亲水性能，这一点对玻璃自清洁效果 的维持具有非常重要的作用。
本发明的优点和积极效果
采用本发明技术在玻璃表面制备金属复合二氧化钛纳米粒子膜，与目前 常用的方法尤其是溶胶-凝胶法相比，具有以下优点
(1) 原材料廉价易得 本发明采用四氯化钛作为主要原料，与使用钛的醇盐作为前驱物相比，
原材料成本更加低廉。
(2) 可有效抑制烧结过程中颗粒的显著生长和由于晶相转化引起的膜的 开裂问题
使月j本发明方法得到的二氧化钛溶胶由晶化程度高，晶相组成一定的金
属复合二氧化钛纳米粒子组成。常用方法得到的二氧化钛溶胶则由无定形的 二氧化钛纳米粒子组成。因此，使用本发明方法，可明显抑制烧结过程中粒 子的生长，提高纳米粒子膜的光学性能以及光催化活性。
(3) 使用本发明的方法可对纳米粒子膜的晶相组成进行有效调整 已有的研究表明混晶结构的二氧化钛光催化剂如P25表现出了更好的光
催化性能。使用本发明的方法，可以得到晶相组成为锐钛矿型/金红石型、锐 钛矿型/板钛矿型混晶结构金属复合二氧化钛纳米粒子膜，与常用方法得到的 晶相组成单一的光催化剂相比将具有更加优越的性能。
(4) 制备方法简单易行 采用本发明技术在玻璃表面制备金属复合二氧化钛纳米粒子膜，使用简
单的涂刷技术，设备投入少，实施难度小。
(5) 亲水性能的保持时间更久
如附图5所示，在自然光条件下，使用本发明方法得到二氧化钛纳米粒 子膜表现出了良好的亲水性能。这可能与本发明中采用结晶性能更好，晶相 组成一定的金属复合二氧化钛纳米粒子溶胶做为涂膜溶液有关。
(6) 膜的光学性能更好
采用本发明的方法，可有效抑制烧结过程中颗粒的成长。因此，由于大 尺寸颗粒的光散射和反射引起的光学性能降低问题将会得到解决。
(7) 由于掺杂金属盐的作用，膜具有暗抗菌功能，并响应一定的可见光。
图1.本发明实施例6的玻璃表面金属复合二氧化钛纳米粒子膜的扫描电 镜照片。
图2.本发明实施例3得到的金属复合二氧化钛纳米粒子的XRD图。 图3.本发明实施例3的表面覆有金属复合二氧化钛纳米粒子膜的玻璃透
光率的测试结果；
a空白玻璃片；b覆有金属复合二氧化钛纳米粒子膜的玻璃片。 图4.本发明实施例5的覆有银离子复合二氧化钛纳米粒子膜的玻璃片和
空白玻璃片，光照3小时后，残余甲基橙的紫外吸收光谱；
B-光照O小时；D-覆有银离子复合二氧化钛纳米粒子膜的玻璃片光照3小
时；F-空白玻璃片光照3小时。图5.本发明实施例7的表面覆有金属复合二氧化钛纳米粒子膜的玻璃与 水的接触角随放置时间的变化。
具体实施例方式
实施例l
取25重量份四氯化钛溶于75重量份冰水中，于0 5"C冰水浴中，持续搅拌 30分钟，得到透明、澄清的四氯化钛水溶液。l重量份三氯化铁溶于99重量份 的去离子水中生成铁盐的水溶液。25重量份氢氧化钠加入75重量份的去离子 水中得到碱溶液。在快速搅拌下，向40重量份的上述四氯化钛水溶液中加入 20重量份的铁盐水溶液，持续搅拌数分钟后，再加入10重量份碱溶液，持续 搅拌10分钟后，补加30份的去离子水，搅拌均匀，转移入聚四氟乙烯内衬的 中压釜中，150"C恒温2小时，自然冷却至室温。倾去上层清液，过滤下层沉淀， 去离子水洗涤下层沉淀5次后，将固体沉淀转移入容器得到铁离子复合的二氧 化钛纳米浆料，浆料中二氧化钛的颗粒尺寸约为10 50纳米。
10重量份聚乙二醇加入90重量份的去离子水中得到聚乙二醇水溶液。取 20重量份上述铁离子复合二氧化钛纳米浆料，在剧烈搅拌下，加入70重量份 水及10乗量份聚乙二醇水溶液，持续搅拌3小时，超声20分钟后，静置，过滤
得到金属复合二氧化钛纳米粒子溶胶。将该溶胶喷涂于玻璃上，室温干燥后， 重复2次涂膜，马弗炉中于400"C恒温8小时后，自然冷却。在玻璃表面得到具
有光净化功能的金属复合二氧化钛纳米粒子膜。 实施例2
取60重量份四氯化钛溶于40重量份冰水中，于0 5。C冰水浴中，持续搅拌 2小时，得到透明、澄清的四氯化钛水溶液。2重量份硝酸铜溶于99重量份的 去离子水中生成铜盐溶液。10重量份氢氧化钠加入90重量份的去离子水中得 到碱溶液。在快速搅拌下，向14重量份四氯化钛水溶液中加入10重量份铜盐 溶液，持续搅拌数分钟后，加入0.5重量份的碱溶液，补加75.5重量份的去离 子水，持续搅拌l小时后，转移到聚四氟乙烯内衬的高压釜中，100"C恒温2 小时，"然冷却至室温。倾去上层清液，过滤下层沉淀，去离子水洗涤下层 沉淀2次。将固体沉淀转移入容器得到铜离子复合的二氧化钛纳米浆料，浆 料中二氧化钛的颗粒尺寸约为10 50纳米。
20重量份聚乙烯吡咯垸酮加入80重量份的去离子水中得到聚乙烯吡咯垸
酮溶液。取50重量份上述铜离子复合二氧化钛纳米浆料，在剧烈搅拌下，加
入48重量份水及2重量份聚乙烯吡咯烷酮溶液，持续搅拌30分钟，超声10分钟 后搅拌3小时，静置，过滤后得到铜离子复合二氧化钛纳米粒子溶胶。将该溶 胶喷涂于玻璃上，60"C干燥后，马弗炉中于50(TC恒温30分钟，自然冷却。在 玻璃表面得到具有光净化功能的金属复合二氧化钛纳米粒子膜。
实施例3
取22重量份四氯化钛溶于78重量份冰水中，于0 5"C冰水浴中，持续搅拌 4小时，过滤，得到四氯化钛水溶液；0. l重量份硝酸银，5重量份氨水加入94.9 重量份去离子水中得到氨络合银溶液。37重量份氢氧化钾加入63重量份的水 中得到碱溶液。在剧烈搅拌下，向45重量份上述四氯化钛水溶液中加入5重量 份银溶液，30重量份的碱溶液，后补加20重量份的去离子水，持续搅拌10分 钟后，转移入聚四氟乙烯内衬的中压釜中，250"C恒温1小时，自然冷却至室温。 倾去上层清液，过滤下层沉淀。去离子水洗涤沉淀10次后，去离子水将之转 移入容器，得到银离子复合的二氧化钛浆料，浆料中二氧化钛的颗粒尺寸约 为5 20纳米。
20重量份的聚乙二醇-b-聚丙二醇-b-聚乙二醇两亲性三嵌段共聚物P123 加入80重量份的去离子水中得到表面活性剂水溶液。取40重量份上述银离 子复合二氧化钛浆料，在剧烈搅拌下，加入30重量份去离子水和20重量份 的表面活性剂水溶液，5(TC持续搅拌5小时，超声2小时分钟后搅拌5小时， 得到银离子复合二氧化钛纳米粒子溶胶。50重量份银离子复合二氧化钛纳米 粒子溶胶与50重量份的去离子水混合均匀，喷涂于玻璃表面，室温干燥后， 重复3次涂膜过程，马弗炉中于650('C恒温10分钟后，自然冷却。
实施例4
取35重量份四氯化钛溶于65重量份冰水中，于0 5"C冰水浴中，持续搅拌 2小时，过滤，得到四氯化钛水溶液。0. 02重量份氯铱酸氨溶于99. 8重量份的 去离子水中生成铱溶液。
40重量份的碳酸钠加入60重量份的去离子水中得到碱溶液。在剧烈搅拌 下，向15重量份上述四氯化钛水溶液中加入0.5重量份的铱溶液，持续搅拌数 分钟后，加入5重量份的碱液。补加去离子水79.5重量份，搅拌30分钟后，转 移入聚四氟乙烯内衬的中压釜中，180"C恒温1小时，自然冷却至室温。倾去上
层清液后，过滤下层沉淀，去离子水洗涤沉淀1次后转移入容器得到铱离子 复合的二氧化钛纳米粒子浆料，浆料中二氧化钛的颗粒尺寸约为10 50纳米。 5重量份聚乙烯吡咯垸酮加入95重量份的去离子水中得到表面活性剂水 溶液。取10重量份铱离子复合二氧化钛浆料，在剧烈剧烈搅拌下，加入70 重量份去离子水和20重量份的表面活性剂水溶液，30"C持续搅拌1小时，超 声30小吋分钟后搅拌5小时，得到铱离子复合二氧化钛纳米粒子溶胶。10重 量份铱离子复合二氧化钛纳米粒子溶胶与90重量份的去离子水混合均匀，喷 涂于玻璃表面，室温干燥后，重复3次涂膜过程，马弗炉中于300"C恒温8小 时，自然冷却。
实施例5
取50重量份四氯化钛溶于50重量份冰水中，于0 5"C水浴中，持续搅拌2 小时，过滤，得到透明、澄清的四氯化钛水溶液。l重量份硝酸银，2重量份 柠檬酸加入97重量份去离子水中得到银溶液。30重量份的碳酸钠加入70重量 份的去离子水中得到碱溶液。在快速搅拌下，向20重量份上述四氯化钛水溶 液中加入19重量份的银溶液，持续搅拌数分钟后，加入10重量份的碱液。补 加51重量份的去离子水，搅拌10分钟后，转移入聚四氟乙烯内衬的中压釜中， 120"C恒温3小时，自然冷却至室温。过滤下层沉淀，去离子水洗涤沉淀2次后 转移入容器得到银离子复合的二氧化钛纳米粒子浆料，浆料中二氧化钛的颗 粒尺寸约为10 50纳米。
l重量份的聚乙烯醇加入99重量份去离子水中得到聚乙烯醇水溶液。取50 重量份银离子复合二氧化钛浆料，在剧烈搅拌下，加入50重量份的聚乙烯醇 水溶液，20('C持续搅拌1小时，超声1小时后搅拌5小时，得到银离子复合二氧 化钛纳米粒子溶胶。50重量份银离子复合二氧化钛纳米粒子溶胶与50重量份 的去离子水混合均匀后，喷涂于玻璃上。4(TC干燥，重复2次涂膜过程，马弗 炉中于500"C恒温3小时后，自然冷却。
实施例6
取17重量份四氯化钛溶于83重量份冰水中，于0 10"C水浴中，持续搅拌3 小时，过滤，得到透明、澄清的四氯化钛水溶液。2重量份硝酸铜，IO重量份 氨水，加入88重量份的去离子水中生成氨络合的铜离子水溶液。25重量份碳 酸氢钠加入75重量份的去离子水中得到碱溶液。在剧烈搅拌下，向40重量份
上述四氯化钛水溶液中加入25重量份的铜离子水溶液，持续搅拌数分钟后， 加入15重量份的碱溶液后，补加去离子水20重量份，持续搅拌10分钟后，转 移入聚四氟乙烯内衬的中压釜中，250"C恒温5小时，自然冷却至室温。倾去上 层清液，过滤下层沉淀。去离子水洗涤沉淀7次后转移入容器，得到铜离子复 合的二氧化钛纳米粒子浆料，浆料中二氧化钛的颗粒尺寸约为10 50纳米。
15重量份的聚乙烯醇加入85重量份去离子水中得到聚乙烯醇水溶液。取 30重量份的铜离子复合二氧化钛浆料，在剧烈搅拌下，加入60重量份去离子 水和10重量份的聚乙烯醇水溶液，10"C持续搅拌3小时，超声15小时后搅拌30 分钟，得到铜离子复合二氧化钛纳米粒子溶胶。50重量份铜离子复合二氧化 钛纳米粒子溶胶与50重量份的去离子水混合均匀后喷涂于玻璃上，15(TC干燥， 重复5次涂膜过程后，马弗炉中于550"C恒温3小时后，自然冷却。
实施例7
取35重量份四氯化钛溶于65重量份冰水中，于0 10"C水浴中，持续搅拌l 小时，过滤，得到透明、澄清的四氯化钛水溶液。O.l重量份氯铂酸，3重量 份氨水，加入96.9重量份的去离子水中生成氨络合的钼离子溶液。18重量份 的氢氧化钠加入82重量份的去离子水中得到碱溶液。在剧烈搅拌下，向23重 量份上述四氯化钛水溶液中加入25重量份的铂离子溶液，持续搅拌数分钟后， 加入15重量份的碱溶液后，补加去离子水37重量份，持续搅拌2小时后，转移 入聚四氟乙烯内衬的中压釜中，250"C恒温0. 5小时，自然冷却至室温。倾去上 层清液，过滤下层沉淀。去离子水洗涤沉淀4次后转移入容器得到铂离子复合 的二氧化钛纳米粒子浆料，浆料中二氧化钛的颗粒尺寸约为10 50纳米。
10重量份聚乙烯吡咯烷酮加入90重量份去离子水中得到聚乙烯吡咯烷酮 水溶液。取30重量份铂离子复合二氧化钛浆料，在剧烈搅拌下，加入60重量 份去离子水和10重量份的聚乙烯吡咯烷酮聚乙烯醇水溶液，IO"C持续搅拌I小 时，超声30分钟后搅拌5小时，得到铂离子复合二氧化钛纳米粒子溶胶。50重 量份铂离子复合二氧化钛纳米粒子溶胶与50重量份的去离子水混合均匀后喷 涂于玻璃上，IO(TC干燥，重复l次涂膜过程后，马弗炉中于550"C恒温3小时后， 自然冷却。
权利要求
1.一种在玻璃表面形成金属复合二氧化钛纳米粒子膜的方法，其特征是，该方法包括以下步骤，所涉及的量以重量份计(1)在搅拌下，向10～100份的金属复合二氧化钛纳米粒子溶胶中加入0～90份的去离子水后，搅拌均匀；(2)将步骤(1)的溶胶涂于玻璃表面，干燥；(3)将上述覆有金属复合二氧化钛纳米粒子膜的玻璃，在温度为300～700℃下恒温；所述的金属复合二氧化钛纳米粒子是由下面方法制备得到的(1)取15～65份四氯化钛加入置于0～10℃水浴中的35～85份冰水中，持续搅拌，过滤，收集下层滤液后得到透明、澄清的四氯化钛水溶液；(2)将0.0001～3份的水溶性的过渡金属盐，0～10份的络合剂加入到87～99.9999份的去离子水中，得到过渡金属盐溶液或被络合剂络合的过渡金属盐溶液；(3)将10份～40份的无机碱加入到60～90份的去离子水中溶解后得到碱溶液；(4)在快速搅拌下，往10～50份步骤(1)的四氯化钛水溶液中加入0.1～30份步骤(2)的过渡金属盐或被络合剂络合的过渡金属盐溶液，持续搅拌后，加入0.05～30份步骤(3)的碱溶液，补加去离子水后持续搅拌使之均匀混合；将上述溶液转移到中压釜中，于100～300℃恒温；(5)将步骤(4)得到的溶液自然冷却后，倾去上层清液，过滤下层沉淀，洗涤下层沉淀，使用去离子水将沉淀转移至容器内得到晶化程度高，晶相组成一定的金属复合二氧化钛纳米粒子浆液；(6)将0.5～20份的表面活性剂加入到80～99.5份的去离子水中得到表面活性剂水溶液；(7)在剧烈搅拌下，向5～50份步骤(5)的金属复合二氧化钛纳米粒子浆料中加入0～94份的去离子水和1～50份步骤(6)的表面活性剂水溶液，10～60℃下持续搅拌，超声分散，搅拌，静置，过滤后得到金属复合二氧化钛纳米粒子溶胶。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的制备金属复合二氧化钛纳米粒子的步骤(4 )在恒温之前补加的去离子水为30 89. 95重量份。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的制备金属复合二氧化 钛纳米粒子的步骤(4 )恒温时间为30分钟 24小时。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的制备金属复合二氧化 钛纳米粒子的步骤(7)的超声分散是2分钟 4小时。
5. 根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的制备金属复合二氧化钛 纳米粒子的步骤(2)的过渡金属为铁、银、镍、鉑、铱、锌、钯或铜。
6. 根据权利要求1所述的方法，其特征是制备金属复合二氧化钛纳米粒子的步骤(2)所述的络和剂是氨水、草酸盐、硫代硫酸盐、硫氰酸盐、柠 檬酸、酒石酸、三乙醇胺、二乙醇胺或氨基酸。
7. 根据权利要求1所述的方法，其特征是制备金属复合二氧化钛纳米粒子的歩骤(3)所述的碱为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾或氨水。
8. 根据权利要求1所述的方法，其特征是制备金属复合二氧化钛纳米粒子的步骤(7)所述的表面活性剂为聚乙二醇、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮或聚乙二醇-b-聚丙二醇-b-聚乙二醇两亲性三嵌段共聚物。
9. 根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的金属复合二氧化钛纳米粒子的晶相组成为锐钛矿型、金红石型、锐钛矿型与金红石型的混晶结构 或锐钛矿型与板钛矿型的混晶结构，其中，锐钛矿型与板钛矿型的混晶中的板钛矿型含量不大于20重量份。
10. 根据权利要求1或9所述的方法，其特征是所述的金属复合二氧化钛纳米粒子的颗粒尺寸为3 100纳米。
全文摘要
本发明属于纳米材料和光催化技术的应用领域。特别涉及在玻璃表面上形成一系列具有杀菌、防霉、除臭、降解有机污染物、分解有害气体功能以及良好亲水能力的金属复合二氧化钛纳米粒子膜的方法。该方法包括采用水热法合成结晶度高，晶相组成一定的金属复合二氧化钛纳米粒子；金属复合二氧化钛纳米粒子再分散后形成溶胶；纳米粒子在玻璃表面的成膜热固化。该膜具有很好的降解有机物的能力，良好的亲水能力以及自清洁效果。
文档编号C03C17/00GK101190828SQ200610114750
公开日2008年6月4日 申请日期2006年11月22日 优先权日2006年11月22日
发明者云 刘, 刘春艳 申请人:中国科学院理化技术研究所