有:物理气相沉积法PVD、化学气相沉积法CVD、溶胶凝胶法和原子沉积技术ALD等。
PVD方法研究较早,技术成熟,可用于多种基材表面制备自清洁涂层。2006年,PFrach等人采用脉冲磁控溅射法制备了厚度小于50
m且具有良好光催化活性的TiO2涂层。该TiO2涂层沉积温度低130oC,适用于聚碳酸酯PC、聚对苯二甲酸乙二醇酯PET等多种基材。
CVD以及ALD也被广泛用于制备TiO2自清洁涂层。CVD法通过表面加热的方式激发化学反应,从而沉积涂层。这种方法不需要高温后处理就可以得到结晶性良好的涂层。ALD基本原理与CVD相似,只是在整个反应中将前躯体分离,以实现原子尺度的沉积控制。
f相比而言,溶胶凝胶法比之前提到的方法技术要求低,制备较为方便。将含钛醇盐如四异丙氧基钛、四丁氧基钛等或无机盐如四氯化钛在一定条件下水解缩合成溶胶,然后采用浸涂、旋涂或喷涂,将TiO2溶胶涂覆于基材表面,再进一步干燥、焙烧,就可以获得无机TiO2涂层。2010年,香港科技大学的Kaiho
gQi等报道了一种室温下制备纳米TiO2涂层的方法。将四异丙氧基钛在醋酸的催化下水解缩合,然后在室温下陈化得到纳米TiO2涂层。下图3中,1图为红酒样斑,2图为咖啡样斑。测试a为纯棉纤维,b为TiO2涂层修饰的纤维。最终结果,我们可以看到所得涂层具有良好的光催化自清洁效果。
图3纳米TiO2涂层自清洁效果测试212无机TiO2涂层的应用现状及问题
目前来说,无机TiO2涂层应用最成功的是自清洁卫生陶瓷、自清洁玻璃等产品。
自清洁玻璃最早由英国Pilki
gto
公司开发。目前,我国的自清洁玻璃也发
f展迅速。2008年,长春新世纪开发出两面镀有纳米涂膜的自清洁玻璃,并在国内首次实现工程应用。北京的国家大剧院外表面即是采用TiO2自清洁涂层玻璃。
图4英国Pilki
gto
公司的自清洁玻璃
但是,由于技术限制,无机TiO2涂层自清洁玻璃仍然存在较多问题:一、由于静电作用,自清洁玻璃表面的灰尘只能部分除去,只有通过雨水的冲刷才能完全除去。若玻璃表面无法接受雨水冲淋,或者型材阻挡导致积雨,均可能影响自清洁玻璃的使用效果。二、在玻璃或陶瓷表面应用时,由于不能加热处理,涂层附着力差、光催化活性低,往往难以直接在玻璃幕墙、室内陶瓷墙面等应用。三、PVD和CVD法涉及特殊的设备和真空环境,TiO2涂层的制备面积受到较大限制,制备成本高;溶胶凝胶法成本低,适合于大面积制备,但一般需要高温处理。213无机TiO2涂层的发展方向考虑前面遇到的问题,结合发展趋势,无机TiO2r