一种超亲水特性SnO<sub>2</sub>- TiO<sub>2</sub>层膜的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种超亲水特性SnO2?TiO2层膜的制备方法，属于复合材料技术领域。本发明针对超亲水表面因为表面与水接触角大、微结构机械强度差而导致使用寿命短，不能满足长期使用的要求的问题，提供了一种超亲水特性SnO2? TiO2层膜的制备方法；本发明通过加入乙二醇乙醚、丙氨酸改变了超亲水表面的粗糙度和微结构机械强度，使固体表面与水的接触角为0°，最后制得超亲水特性SnO2? TiO2层膜，本发明制备得的超亲水特性SnO2? TiO2层膜具有更好的防雾和清洁功能。
【专利说明】
一种超亲水特性SnO2- T i O2层膜的制备方法
技术领域
[0001]本发明公开了一种超亲水特性SnO2-T12层膜的制备方法，属于复合材料技术领域。
【背景技术】
[0002]特殊浸润性表面由于其独特的浸润行为在液体输送、涂料、防水、建筑和医用材料等领域都有着重要的应用。作为一种典型的特殊浸润性表面，超亲水表面(与水的接触角接近于0°)具有防雾和自清洁的功能，在工业生产和实际生活中具有广泛的应用。
[0003]目前制造超亲水制备超亲水表面主要有两种途径:一是光引发超亲水，如Ti02、Zn0、Sn02、W03、V205等受紫外光或可见光辐照后即可由疏水转变为超亲水，二是在亲水材料表面构建粗糙结构。
[0004]超亲水表面具有广泛的应用前景，目前所制备的超亲水表面微结构机械强度差，使用寿命较短，不能满足长期使用的要求，因此，改进超亲水表面的制备方法，使其使用寿命增长，具有十分重要的意义。
【发明内容】
[0005]本发明主要解决的技术问题:针对超亲水表面因为表面与水接触角大、微结构机械强度差而导致使用寿命短，不能满足长期使用的要求的问题，提供了一种超亲水特性SnO2- T12层膜的制备方法，本发明通过加入乙二醇乙醚、丙氨酸改变了超亲水表面的粗糙度和微结构机械强度，使固体表面与水的接触角为0°，最后制得超亲水特性SnO2- T12层膜，本发明制备得的超亲水特性SnO2- T12层膜具有表面与水接触角小、微结构机械强度好的特点。
[0006]为了解决超亲水表面表面与水接触角大、微结构机械强度差的问题，本发明所采用的技术方案是:
(1)量取10?20mL钛酸丁酯溶于装有30?40mL无水乙醇的烧杯中，向烧杯中加入I?2mL冰醋酸，搅拌5min后得含钛溶液；
(2)在50mL的烧瓶中加入I?2mLlmol/L盐酸，再加入0.25?0.75g五水氯化锡搅拌至完全混合，得混合溶液，在800?lOOOr/min搅拌转速下将混合溶液缓慢滴入上述含钛溶液中，滴完后再加入1ml乙二醇乙醚、1ml丙胺酸，继续搅拌30min，得到浅黄色半透明溶胶；
(3)用浓度为0.lmol/L NaOH溶液浸泡玻璃片，浸泡30?50min后取出，再用98%四氢呋喃浸泡10?20min，最后用无水乙醇冲洗玻璃3?5次，将冲洗后的玻璃片自然风干2?5min，把风干好的玻璃片放入上述浅黄色半透明溶胶中浸泡5?lOmin，浸泡后将玻璃片取出，自然风干15?20 min后放入恒温干燥箱中于105?110°C下干燥I?1.5 h，得镀膜玻璃片；
(4)将上述镀膜玻璃片放在马弗炉中，在通入氮气情况下以10°C/min的速度缓慢升温至500 °C，焙烧2?3h，煅烧后在炉中自然冷却至膜从玻璃片上完全脱落，便得到SnO2-T12层膜。
[0007]本发明的应用方法:将婴儿沐浴露涂在清洁的玻璃表面，然后将本发明制得的SnO2- T12层膜贴到涂有婴儿沐浴露的玻璃上，将贴有SnO2- T12层膜的玻璃放在空气中，24h后，向玻璃哈气，可以看到玻璃上形成水雾后，雾气在0.05s内消失，将玻璃竖直放，然后向玻璃上喷水，然后用纸擦拭玻璃，可以看到纸非常干净，完全没有灰尘和有机物。
[0008]本发明的原理是:超亲水表面能使水瞬间铺展，迅速蒸发，防止水滴在表面上粘结停留，具有防雾功能，水可以渗透到污染物和SnO2- T12表面分子级别的间隙里，一旦有水冲刷玻璃，灰尘就很容易被冲掉，将本发明制备的SnO2- T12层膜运用到玻璃上，因为SnO2-T12中加入乙二醇乙醚加大了超亲水表面的粗糙度使雾气在玻璃上停留时间更短，灰尘被清洁的更彻底，而且这种防雾和清洁功能可以长期使用。
[0009]本发明的有益效果是:
(I)本发明利用乙二醇乙醚、丙氨酸改变超亲水表面的粗糙度和微结构机械强度，使固体表面与水的接触角为0°，具有更强的亲水性。
【具体实施方式】
[00?0] 首先量取10?20mL钛酸丁酯溶于装有30?40mL无水乙醇的烧杯中，向烧杯中加入I?2mL冰醋酸，搅拌5min后得含钛溶液;在50mL的烧瓶中加入I?2mLlmol/L盐酸，再加入
0.25?0.75g五水氯化锡搅拌至完全混合，得混合溶液，在800?1000r/min搅拌转速下将混合溶液缓慢滴入上述含钛溶液中，滴完后再加入1ml乙二醇乙醚、1ml丙胺酸，继续搅拌30min，得到浅黄色半透明溶胶；
用浓度为0.lmol/L NaOH溶液浸泡玻璃片，浸泡30?50min后取出，再用98%四氢呋喃浸泡10?20min，最后用无水乙醇冲洗玻璃3?5次，将冲洗后的玻璃片自然风干2?5min，把风干好的玻璃片放入上述浅黄色半透明溶胶中浸泡5?lOmin，浸泡后将玻璃片取出，自然风干15?20 min后放入恒温干燥箱中于105?110 °C下干燥I?1.5 h，得镀膜玻璃片；将上述镀膜玻璃片放在马弗炉中，在通入氮气情况下以10°C/min的速度缓慢升温至500 °C，焙烧2?3h，煅烧后在炉中自然冷却至膜从玻璃片上完全脱落，便得到SnO2- T12层膜。
[0011]实例I
首先量取1mL钛酸丁酯溶于装有30mL无水乙醇的烧杯中，向烧杯中加入ImL冰醋酸，搅拌5min后得含钛溶液;在50mL的烧瓶中加入lmLlmol/L盐酸，再加入0.25g五水氯化锡搅拌至完全混合，得混合溶液，在800r/min搅拌转速下将混合溶液缓慢滴入上述含钛溶液中，滴完后再加入1ml乙二醇乙醚、1ml丙胺酸，继续搅拌30min，得到浅黄色半透明溶胶；用浓度为0.lmol/L NaOH溶液浸泡玻璃片，浸泡30min后取出，再用98%四氢呋喃浸泡lOmin，最后用无水乙醇冲洗玻璃3次，将冲洗后的玻璃片自然风干2min，把风干好的玻璃片放入上述浅黄色半透明溶胶中浸泡5min，浸泡后将玻璃片取出，自然风干15min后放入干燥箱中于105°C下干燥I h，得镀膜玻璃片;将上述镀膜玻璃片放在马弗炉中，在通入氮气情况下以10°C/min的速度缓慢升温至500 °C，焙烧2h，煅烧后在炉中自然冷却至膜从玻璃片上完全脱落，便得到SnO2- T12层膜。
[0012]本发明的超亲水性SnO2-T12膜有较强的机械性能，表面与水的接触角为0°，有较长的使用寿命，可以用于玻璃表面。
[0013]实例2
首先量取15mL钛酸丁酯溶于装有35mL无水乙醇的烧杯中，向烧杯中加入1.5mL冰醋酸，搅拌5min后得含钛溶液;在50mL的烧瓶中加入1.5mLlmol/L盐酸，再加入0.50g五水氯化锡搅拌至完全混合，得混合溶液，在900r/min搅拌转速下将混合溶液缓慢滴入上述含钛溶液中，滴完后再加入1ml乙二醇乙醚、1ml丙胺酸，继续搅拌30min，得到浅黄色半透明溶胶；用浓度为0.lmol/L NaOH溶液浸泡玻璃片，浸泡40min后取出，再用98%四氢呋喃浸泡15min，最后用无水乙醇冲洗玻璃4次，将冲洗后的玻璃片自然风干3min，把风干好的玻璃片放入上述浅黄色半透明溶胶中浸泡7min，浸泡后将玻璃片取出，自然风干20 min后放入干燥箱中于100°C下干燥I h，得镀膜玻璃片;将上述镀膜玻璃片放在马弗炉中，在通入氮气情况下以10°C/min的速度缓慢升温至500 V，焙烧2h，煅烧后在炉中自然冷却至膜从玻璃片上完全脱落，便得到SnO2- T12层膜。
[0014]本发明的超亲水性SnO2-T12膜有较强的机械性能，表面与水的接触角为0°，有较长的使用寿命，可以用于玻璃表面。
[0015]实例3
首先量取20mL钛酸丁酯溶于装有40mL无水乙醇的烧杯中，向烧杯中加入2mL冰醋酸，搅拌5min后得含钛溶液;在50mL的烧瓶中加入2mLlmol/L盐酸，再加入0.75g五水氯化锡搅拌至完全混合，得混合溶液，在lOOOr/min搅拌转速下将混合溶液缓慢滴入上述含钛溶液中，滴完后再加入1ml乙二醇乙醚、1ml丙胺酸，继续搅拌30min，得到浅黄色半透明溶胶；用浓度为0.lmol/L NaOH溶液浸泡玻璃片，浸泡50min后取出，再用98%四氢呋喃浸泡15min，最后用无水乙醇冲洗玻璃5次，将冲洗后的玻璃片自然风干2min，把风干好的玻璃片放入上述浅黄色半透明溶胶中浸泡lOmin，浸泡后将玻璃片取出，自然风干20 min后放入干燥箱中于110 °C下干燥1.5h，得镀膜玻璃片;将上述镀膜玻璃片放在马弗炉中，在通入氮气情况下以10°C/min的速度缓慢升温至500 °C，焙烧3h，煅烧后在炉中自然冷却至膜从玻璃片上完全脱落，便得到SnO2- T12层膜。
[0016]本发明的超亲水性SnO2-T12膜有较强的机械性能，表面与水的接触角为0°，有较长的使用寿命，可以用于玻璃表面。
【主权项】
1.种超亲水特性Sn02- Ti02层膜的制备方法，其特征在于具体制备步骤为: (1)量取10?20mL钛酸丁酯溶于装有30?40mL无水乙醇的烧杯中，向烧杯中加入I?2mL冰醋酸，搅拌5min后得含钛溶液； (2)在50mL的烧瓶中加入I?2mLlmol/L盐酸，再加入0.25?0.75g五水氯化锡搅拌至完全混合，得混合溶液，在800?lOOOr/min搅拌转速下将混合溶液缓慢滴入上述含钛溶液中，滴完后再加入1mL乙二醇乙醚、1mL丙胺酸，继续搅拌15?30min，得到浅黄色半透明溶胶； (3)取一厚度为4mm玻璃片用去离子水洗净后，放入浓度为0.lmol/L NaOH溶液中浸泡，浸泡30?50min后取出，再用98%四氢呋喃浸泡10?20min，最后用无水乙醇冲洗玻璃3?5次，将冲洗后的玻璃片自然风干2?5min，把风干好的玻璃片放入上述浅黄色半透明溶胶中浸泡5?lOmin，浸泡后将玻璃片取出，自然风干15?20 min后放入恒温干燥箱中于105?110 °C下干燥I?1.5 h，得镀膜玻璃片； (4)将上述镀膜玻璃片放在马弗炉中，在通入氮气情况下以10°C/min的速度缓慢升温至500 °C，焙烧2?3h，煅烧后在炉中自然冷却至膜从玻璃片上完全脱落，便得到SnO2-T12层膜。
【文档编号】C01G19/02GK105883916SQ201610228471
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年4月13日
【发明人】吴迪, 孟浩影
【申请人】吴迪