自清洁玻璃研究现状
自清洁防雾玻璃
为 了避 免 玻 璃 制 品 上 形 成 微 小 水 滴 导 致 雾 化 ， 通 常采 用 以下 措 施 ：（１）在玻 璃 表 面 喷上 一 层表 面 活性 剂 ，以除 去 沉 积在 其 上 的水 滴 和尘 埃 ；（２）在
一 种 较 为 有 效 的 方 法 是 在 玻 璃 制 品 表 面 添 加 一 层 无 机 薄膜 。若该 薄 膜为 疏 水性 物 质 ，它 能 使微 小 水 滴 聚集 成 大 水珠 。当水 珠 达到 一 定粒 度 时 ，会 借
摘 要 本 文 讨 论 了 自清 洁 防 雾 玻 璃 的原 理 和 制 备 方 法 ，重 点 介 绍 无 机薄 膜 自清 洁 防 雾 玻 璃 。它 具 有 亲 水 性 ，高 耐 磨 性 和 良好 的 耐 热 性 等 优 点 ，应 用 前 景 广 泛 。 关 键 词 自清 洁 防 雾 无 机 薄 膜 玻 璃
１ 前 言
有 各 自的局 限性 ：（１）方法 需 定期 反复 喷刷 表 面活
下雨 或 潮 湿天 气 ，尤 其是 在 冬季 ，湿气 容 易 凝 结 在 建筑 物 玻 璃窗 、汽 车挡 风 窗 、汽 车 观后 镜 、眼 镜 片 等各 式 各样 的玻 璃 制 品上 。在 浴 室 和厨 房 等蒸 汽 聚集 的地 方 ，也 可 以出现 类 似 的情 形 。湿 气 或 蒸 汽 冷凝 在 玻 璃 制 品表 面 形成 微 小水 滴 ，称 为玻 璃 的 雾化 。图 １所 示 ，在 玻 璃 基板 上 的 水 滴呈 小 半 球状 ，
１ ６
助 自身重 力 引起 下 滑 ，或 通 过外 力 如 风吹 、雨 刷 等 方 式 除去 水 滴 。但 是小 水 滴 的聚 集 或吹 干 、蒸 发 都 需 要 一段 时 间 ，水 滴会 留在玻 璃 制 品上 ，如棱 镜 般 的影 响成 像 。若 该 薄膜 为 亲水 性 物 质 （图 ２）．水滴
无尘玻璃原理
无尘玻璃原理及应用1. 简介无尘玻璃，又称为自洁玻璃、防污玻璃，是一种具有自动清洁功能的特殊类型的玻璃。
它能够在阳光和雨水的作用下，自动分解附着在表面上的有机污染物，并使其流走。
无尘玻璃广泛应用于建筑、汽车、太阳能电池板等领域，大大减少了清洁维护成本。
2. 原理2.1 光催化效应无尘玻璃的原理主要基于光催化效应。
该效应是指当某些材料暴露在紫外线下时，会产生一种特殊的化学反应，即光催化反应。
在光催化反应中，材料表面吸附的有机物质会被氧分子氧化分解，形成二氧化碳和水。
这种反应需要紫外线或可见光作为能量来源。
2.2 纳米涂层为了实现无尘玻璃的功能，常常在玻璃表面涂覆一层纳米涂层。
这种纳米涂层通常由二氧化钛（TiO2）和其他助剂组成。
二氧化钛是一种常用的光催化材料，具有良好的光催化效果。
纳米涂层的制备通常采用溶胶-凝胶法、喷雾热解法等方法。
在制备过程中，通过调整材料的配方和工艺参数，可以控制纳米涂层的结构和性能。
2.3 自洁过程无尘玻璃的自洁过程主要分为两个步骤：光催化反应和自清洁效应。
首先，在阳光照射下，纳米涂层表面的二氧化钛吸收紫外线能量，并产生电子-空穴对。
这些电子-空穴对能够促使附着在玻璃表面上的有机污染物发生氧化分解反应，生成二氧化碳和水。
其次，在雨水作用下，附着在玻璃表面上的分解产物会被冲刷走，从而实现自洁效果。
这是因为纳米涂层具有超疏水性质，使得水滴在玻璃表面上形成较大的接触角，从而将污染物随水滴一同带走。
3.1 建筑领域无尘玻璃在建筑领域有着广泛的应用。
例如，它可以用于高楼外墙玻璃幕墙的覆盖材料。
由于高楼外墙难以进行常规清洁，使用无尘玻璃可以减少清洁维护成本，并保持建筑外观的美观。
此外，无尘玻璃也可以应用于室内装饰，如窗户、隔断等。
它能够减少灰尘和污染物的附着，保持室内环境清洁卫生。
3.2 汽车领域在汽车领域，无尘玻璃通常被应用于汽车前挡风玻璃和侧窗。
这些区域容易受到雨水、虫子、尘土等污染物的影响，使用无尘玻璃可以减少司机视线模糊的情况发生，并提高行车安全性。
玻璃外墙自动清洁机器人(验证机)_本科毕业设计论文
本科毕业论文（设计）题目：玻璃外墙自动清洁机器人（验证机）学院：物理与电子科学学院专业：电子信息科学与技术诚信承诺我谨在此承诺：本人所写的毕业论文《玻璃外墙自动清洁机器人（验证机）》均系本人独立完成，没有抄袭行为，凡涉及其他作者的观点和材料，均作了注释，若有不实，后果由本人承担。
承诺人（签名）：2013 年 4 月20 日玻璃外墙自动清洁机器人（验证机）摘要：本文主要介绍了玻璃外墙自动清洁机器人的设计背景、设计思路、制作过程、工作原理、验证过程以及使用方向。
由于限于实验室条件以及对设计思路可行性的不确定性，所以决定先做一个验证机，即验证方案的可行性和对后期产品的设计提供方案。
玻璃外墙机器人在制造过程中主要使用了以下器件和材料，方管铝合金，自攻螺丝钉，铝板，DC5V步进电机，超大吸盘，微型抽气机，8mm丝杆，5mm空气导管，无线模块，5V直流电源模块，74HC595以及单片机。
玻璃外墙机器人主要是由铝合金搭建主框架，这样可以在不降低机器人强度的情况下减轻重量。
机器人铝合金结合部以铝片加自攻螺丝钉加固，运动部分使用8mm丝杆加齿轮以控制运动，动力则采用DC5V步进电机的转动带动机器人运转，在工作时，以微型抽气机抽出超大吸盘内的空气以使机器人吸在玻璃墙幕上，整个机器人使用51单片机来控制驱动，使用74HC595对单片机的I/O口进行扩展，机器人用220V交流电转5V直流电源模块供电，以确保步进电机能达到额定电流，提供强劲的动力，再用无线模块控制机器人的状态，使得机器人稳定有序的工作。
可以适合全玻璃结构的建筑体以及建筑中部分的玻璃墙面的清洁工作，它可以在无人干预的情况下完成指定玻璃墙面的清洁，替代传统的人工室外清理,。
使用玻璃外墙自动清洁机器人可以最大化的降低人的危险和劳动强度，提高工作效率，降低成本。
它还具有越障功能，对于有起伏有其他装饰材料的玻璃墙幕同样适合，同时它还能转弯，不光能垂直上下，还能向左向右移动真正做到清洁无死角。
美研究开发出自洁不反光纳米结构玻璃
会构 造 一个更 加绿 色 的工程 学 。 ”
（ 技 日报 ） 科
该 玻 璃 的 表 面 结 构 为 高 ｌ０ ｎ Ｏ ０ ｍ、 基 底 宽 ２ ０ ｍ￣ 米 的纳 米锥 阵列 。研 究人 员采 用 了适 ０ｎ ｆ ｌ 于 半 导 体 的 涂 料 和 蚀 刻 技 术 的 新 式 制 造 方 法 ，先 在 玻 璃 表 面 涂 上 几 个 薄 膜 层 ，其 中 包 括 光 阻 层 ，然 后 连 续 蚀 刻 产 生 圆锥 形 状 。 由 于 生 产 过 程 简 单 ，无 需 特 定 方 法 便 可 在 玻 璃 或 透 明 聚 合 物 薄 膜 表 面 形 成 这 种 结 构 ， 只 增 加 了 极 小 的 制 造 成 本 ， 该 团 队 已经 对 这 一 生 产 过 程 申请 了 专 利 。 研 究人 员 说 ，研 发 的灵感 来 自于 大 自然 中 荷 叶 表 面 构 造 、 沙 漠 甲 虫 甲 壳 以 及 蛾 的 眼 睛 ，这 种 新 型 玻璃 集 多 种 功 能于 一 身 ， 可 白 洁 、防 雾 和 防 反 光 。虽 然 通 过 显 微 镜 观 察 ， 玻 璃 表 面 的 纳 米 尖 锥 阵列 显 得 很 脆 弱 ，但 计 算 表 明 ，它 们 应 该 可 以抵 抗 大 范 围 的 力 量 ， 包 括 强 暴 雨 雨 滴 的 敲 打 和 直 接 用 手 指 戳 。 研 究 人 员希 望 通 过 廉 价 的制 造 工 艺 ，将 其 应 用 于 光 学 器 件 、 智 能 手 机 和 电视 屏 、太 阳能 电 池 板 、汽 车 挡 风 玻 璃 ，甚 至 建筑 物 的窗 户 屏
率 可 达 ０ １瓦 特 ， 相 当 于 此 前 被 认 为 最 适 ．７ 用 于 振 动 发 电 的 铁 镓 合 金 的 约 ２ ５ ， 是 陶 ．倍 材 料 的 １倍 。 如 果 材 料 尺 寸 更 大 ， 能 获 得 ０ 瓦特 的 输 出 功 率 ，达 到 世 界 最 高 水 平 。
(完整版)环境材料学_第一章_绪论
环境材料理论研究的主要内容
材料环境性能 评价
材料可持续发 展理论
材料生态设计
LCA方法学、环境性能数据库 资源效率、物质流分析、工艺生态学 生态设计理论、非物质化理论
材料的生态加 清洁生产、再循环利用、降解、废物
工
处理
环境材料应用研究的主要内容
环境工程材料 环境净化材料、环境修复材料、环境 替代材料
英语
Ecologically beneficial materials
Environmentally friendly materials
Ecomaterials
环境材料学定义
环境材料学是一门研究材料的开发、生产与使用 过程和环境之间相互适应、协调的科学。
其目的是寻找在加工、制造、使用和再生过程中 具有最低环境负担的材料。
最终在环境和材料两大学科间开创了一门新兴学科——环境 材料（Ecomaterials)
标志着材料科学的发展进入了一个新的历史时期
材料在社会经济发展中的地位及其 重要作用
• 材料是国民经济和社会发展的基础和先导，与能 源、信息并列为现代文明的三大支柱。
• 16世纪以来，人类经历了两次世界范围的产业革 命，均离不开新材料的开发。
• 结合ISO14000，LCA方法评价材料产业的资源和能源消 耗、三废排放等将成为一项常规的评价方法
• 结合资源保护、资源综合利用，对不可再生资源的替代和 再生资源化研究将成为材料产业的一大热门
• 各种环境材料及绿色产品的开发将成为材料产业发展的一 个主导方向
主要研究课题
环境净化材料（如废油固化剂、二氧化碳固化剂、 用于分解氮氧化物和硫氧化物等有害气体的新型 高效触媒材料）
稻壳餐具（天然材料、废物利用）
实验室玻璃清洁方法
实验室玻璃清洁方法引言实验室玻璃器皿的清洁对于实验的准确性和结果的可靠性至关重要。
然而，由于实验室玻璃表面经常会附着各种化学物质和沉积物，因此正确的清洁方法至关重要。
本文将介绍几种常见的实验室玻璃清洁方法，确保玻璃器皿的清洁彻底而安全。
步骤一：准备工作在开始清洁实验室玻璃之前，我们需要准备一些必要的工具和材料。
这些包括：1. 温水和冷水2. 实验室洗涤剂或肥皂3. 纯净水4. 浸泡槽或清洁槽5. 刷子、海绵和棉纱布确保每一个工具和材料都是干净的，并注意使用个人防护装备，如手套和护目镜等。
步骤二：清洁表面污垢首先，我们需要清洁实验室玻璃器皿表面的污垢。
以下是几种常见的清洁方法：1. 使用洗涤剂或肥皂：将温水和适量的实验室洗涤剂或肥皂混合，然后使用刷子或海绵蘸取清洁液，在玻璃器皿表面轻轻擦拭。
重点清洁器皿底部和侧面，确保去除所有的污垢和沉积物。
最后，用冷水冲洗干净。
2. 硫酸洗：对于一些顽固的沉积物，如盐结晶或有机物残留，可以使用硫酸洗涤。
在适量的硫酸中浸泡玻璃器皿，使其与硫酸充分接触，然后用水彻底冲洗干净。
注意：硫酸是一种强酸，使用时务必小心，并遵循实验室安全操作规范。
3. 高温清洁：一些实验室玻璃可能有附着在表面的有机物，无法通过一般清洁方法去除。
在这种情况下，将玻璃器皿放入高温炉或高温水浴中，使其在高温下加热一段时间，然后用刷子轻轻刮去残留物。
此方法需要谨慎操作，以避免受伤或破坏玻璃。
步骤三：去除水垢和污渍一些实验室玻璃会出现水垢和其他难以去除的污渍。
以下是几种常见的处理方法：1. 使用稀醋酸：将稀醋酸与水按1:1的比例混合，然后将玻璃器皿浸泡在混合溶液中。
留置一段时间后，用刷子轻轻刮去水垢和污渍，然后用水冲洗干净。
2. 使用氢氧化钠：将少量的氢氧化钠溶解在纯净水中，然后将玻璃器皿浸泡在溶液中。
留置一段时间后，用刷子轻轻刮去水垢和污渍，然后用水彻底冲洗干净。
步骤四：烘干和储存完成清洁后，需要确保玻璃器皿彻底干燥，以防止任何残余湿气引起二次污染。
超疏水原理的自清洁表面
1.3 超疏水表面研究存在的问题
• 1.3.1 开发简单经济、环境友好的制备方法 • 1.3.2 提高超疏水表面的强度和持久性 • 1.3.3 开发超双疏表面
超疏水自清洁涂层虽已有工业化应用，但是超 疏水性能的稳定性和持久性还有待提高，特别是耐 水压冲击性能还有待研究，以防止经暴雨冲刷后破 坏表面结构（如将微尘嵌入微纳坑内），降低超疏 水性能。另外，现有的超疏水涂层功能比较单一， 如果能在其中掺杂其它功能性粒子，则可大大扩 大超疏水涂层的应用范围。
1.2.3 超疏水金属表面
采用位错刻蚀剂对铝、铜、 锌基体表面进行化学刻蚀，然 后用氟烷基硅烷对刻蚀后的表 面进行疏水化处理得到接触角 大于150°的超疏水金属表面。
1.2.4 超疏水织物
a.用等离子体聚合的方法，在棉纤维上聚 合含氟烯烃，得到了具有超疏水性的表面。 b.用溶胶-凝胶法在聚酯（PET） 基材上制得透明的氧化铝薄膜，该薄膜经 沸水中浸泡、干燥和煅烧等工艺处理后可 得到具有花瓣状结构的粗糙表面，最后经 十七氟癸烷基三甲氧基硅烷修饰，制得透 明超疏水表面.
超 疏 水 表 面 自 清 洁 原 理 示 意 图
超 疏 水 表 面 自 清 洁 过 程 图
1.2 常见超疏水表面制备现状
1.2.1 超疏水薄膜
a.以多孔氧化铝为模板，以聚丙烯腈 为前体，利用模板挤压法得到阵列聚丙 烯腈纳米纤维膜，与水的接触角（CA） 达173°，将该阵列聚丙烯腈纳米纤维 膜进行热解处理，得到了在全pH 值范 围内具有超疏水性的纳米结构碳膜；以 微米- 亚微米- 纳米复合结构的聚二甲基 硅氧烷（PDMS）为软模板[8]，制备聚 苯乙烯（PS）超疏水表面，该表面与水 的接触角高达161.2°。 b.以廉价的聚苯乙烯为原料，采用一 种简单的可控电纺技术，制备出具有新 颖结构的超疏水薄膜。
格兰特推出新一代自洁玻璃
［ ］ Ｋ ｌ ｕ ｃ ， ｉｇ ｏ ｇ Ｇｕ ， ｏ ｅ ｅ ｌ， ｔ ａ．ｔｂｌ ａｉ ５ ｅｌ Ａ Ｒ ｓ ｈ Ｔｎ ｚｎ ｏ Ｒ ｇ ｒ Ｋ Ｓ ａ ｅ １ ａ ｉｚ ｔ ｎ ｙ ｓ Ｓ ｉ ｏ
项目 时间 ， ｈ
¨ 研 蛳 鹋 这说明采用电解方法可以有效地抑制磷 ｍ ＂ ¨均无明显变化， 象外， ¨ 懈 ｍ
石膏制品的返霜， 制品返霜与其配料有关， 浸出液电导率较高
６ ６ ８３ ３ ｌ ７ ５４ ４ １ ● 的试块均无明显变化。 铆 Ⅲ矧硎
张博 廉 ， ： 高磷石 膏制品强度 及抑 制其返 霜措 施 等 提
阱阱Ｍ
啡 睡
靠多种引力相互搭接和联结形成水泥石的结构，从而产生强 未经电解的试块， 未经电解的试块基本都有表面泛白、 粉化的 度。 随着水泥掺量的增加， 水泥水化反应所生成的水化物也逐 现象， 而经电解的磷石膏试块除 Ｄ — 和 Ｄ — 有轻微返霜现 ３１ ４１
有水的干燥器的带孔搁板上， 密闭， 每隔５ 观察各组试件的 ｄ 返霜情况， 试验结果见表４ 。
表 ４ 受潮 返霜 观 察 结 果
ｔ ｓｕｉｇ ｃｌ ｎｄ ｐ ｏｐ ｏｙ ｓｍ［．ｏｓｒｃｉ ｎ ｕｌｉｇ ｅ ｓ ａｃ ｅ ｈ ｓｈｇｐｕ ＪＣ ｎｔ ｔｎ ａ ｄ Ｂ ｉ ｎ ｎ ｒ ｎ ｉ ］ ｕ ｏ ｄ
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格 兰特 推 出新一代 自洁玻 璃
日前 ， 兰 特 ＝程 玻 璃 公 司 的“ 土 掺 杂 纳 米 ＴＯ 自清 格 ｒ ＝ ＝ 稀 ｉ：
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自清洁玻璃涂层的研究现状
由于太阳能光伏电池板上的采光玻璃长期在户外日照雨临及外界环境的污染，如同建筑
物的玻璃一样，一段时间后玻璃表面会形成一层脏污层，而此脏污层会影响光线的穿透率，
因此会大大降低太阳能光伏电池的转换效率。目前，为了保持采光玻璃的透光性，同时避免
十分繁重的清洁工作，研发表面自清洁且具有一定减反射增透功能的自清洁玻璃成为一种必
然的趋势。
目前，从方法上区分自清洁玻璃有以下两类：超疏水自清洁玻璃和超亲水自清洁玻璃，
它们都是通过水的作用达到本身的自清洁效果的。
超疏水自清洁
超疏水自清洁玻璃大多模仿荷叶的自清洁效果, 在玻璃表面镀一层疏水膜制备而成的。
这种疏水膜可以是超疏水的有机高分子氟化物、硅化物和其他高分子膜, 也可以是具有一定
粗糙度的无机金属氧化物膜。超疏水方自清洁法效果比较明显，但由于受超疏水表面的纳微
米结构机械强度的限制，使得该方法时效性差，无法保证玻璃产品作为耐用消费品的长期使
用寿命，因此实际应用的超疏水自清洁玻璃还很少。
表1列出国内外在超疏水自清洁方面的研究专利。除了表1列出的部分专利信息外，国
内有研究机构开发出了一种不粘性超疏水纳米陶瓷涂料，具有疏水、疏油、易洁（或自洁）
等功能。该涂料是有机硅单体和无机纳米氧化物在原子或分子状态通过缩合反应有机的结
合，从而制得复合纳米涂料，因成膜后光滑坚硬如陶瓷表面，故得名——陶瓷涂料。陶瓷涂
料主要成分为Si、O和Al（SiO2、Al2O3、P2O5SiO2、Al2O3、P2O5），在玻璃基材表面涂装
后，通过低温加热方式固化，形成性能和陶瓷、玻璃等相似的涂膜。
表1 国内外超疏水涂层部分专利信息
专利 方法 性能
US005476717A
（1995）
在有机或者无机基底表面涂覆2，促粘剂（硅烷）4，减反射涂层（硅烷）6，硅烷偶联剂8，耐磨涂层10，最后经含氟聚合物进行地表能修饰，其中减反射涂层是经溶胶凝胶法制备的二氧化硅溶胶。 可以再有机或无机材料表面涂覆超疏
水减反射涂层。
US2006/0263516A1
将一定量的、纳米二氧化硅粉末和低表能材料（聚氧乙烯、
硅氧烷、正己烷）水超声分散为混合乳液，乳液涂覆于玻璃
表面，高温干燥。
US2006/0292345A1
Sol-gel 法，将不同的硅氧烷经水解缩合后形成溶胶，掺杂
含氟聚合物进行地表能修饰。
US2011/0095389A1
在硅片等半导体表面刻蚀，制备超疏水表面
US2010/0203287A1
CCVD法制备纳米二氧化硅超疏水，透明涂层
102234183A（2011）
Sol-gel法制备纳米二氧化硅超疏水减反射涂层 透光率提高至99.1%玻璃表面自清洁
市场上出现的自清洁玻璃，主要还是以有效成分为TiO2的无机膜材料的超亲水自清洁
玻璃，国内外研究者和生产企业所研究和生产的自清洁玻璃一般都是在普通玻璃的一面或者
两面镀上一层主要成分是TiO2的功能薄膜玻璃。目前绝大部分的自清洁玻璃主要被应用于
建筑幕墙和门窗玻璃以及汽车玻璃，随着太阳能电池的广泛使用，一些企业和研发机构已经
开始研发用于太阳能超白玻璃表面的自清洁增透涂层。表1给出国内外关于自清洁玻璃的研
究成果，表2列出国内外在超疏水自清洁方面的研究专利。
超亲水性自清洁玻璃的自清洁功能表现为两方面：一是靠其表面对水的亲和性，使水的
液滴在玻璃材料表面上的接触角趋于零。当水接触到玻璃材料时，迅速在其表面铺展，形成
均匀的水膜，表现出超亲水的性质，通过均匀水膜的重力下落带走污渍，通过该方式将可以
去处大部分有机或无机污渍。二是光催化分解有机物的能力，TiO2在紫外光或可见光照射
下，当照射光子的能量大于或者等于其能带宽度的时候，介带中的电子被激发，越过价带进
入导带，在导带和价带上形成电子-空穴对，电子、空穴具有不同的活性，分别与吸附在TiO
2
表面的有机物质发生氧化还原反应，生成水和CO2 ，从而达到降解有机物的目的。
表1国内外自清洁玻璃的研究现状
公司 年份 产品及性能 应用
英国Pilkington公司 2001 TiO2光催化自清洁玻璃Pilkington ActivTM 透光率84% 反射率15% 建筑幕墙和门窗玻璃
美国PPG公司 2001 TiO2光催化自清洁玻璃-Sun CleanTM
透光率79% 反射率19%
----
法国Saint-Gobain集团 2002 在水的作用下保持自清洁的玻璃SGC AQUA
CLEAN
基于光和水的双重作用的自清洁玻璃SGC BIO
CLEAN
-----
日本TOTO公司 2002 TiO2光催化剂自清洁玻璃
-----
日本旭硝公司 2003 采用锡、铅和钛的氧化物混合制备出自清洁玻璃
------
美国Cardinal Glass公司 2003 TiO2光催化自清洁玻璃-NeatTM 玻璃
透光率90%反射率8%
-------
格兰特（中山）玻璃有限公司 2005 TiO2光催化自清洁玻璃
-------
中国三峡新材料公司 2005 锐钛矿石型自清洁玻璃
-----
中国秦皇岛易鹏公司 2005 TiO2光催化自清洁玻璃
------
中国长春新世纪纳米技术研究所 2008 两面镀膜的自清洁玻璃
------
美国金波集团 光触媒的TiO2光催化剂薄膜 减反射抗污自洁太阳能光伏钢化玻璃 建筑门窗幕墙
太阳能光伏超白玻璃
北京中科赛纳玻璃技术有限公司 2008 纳米级材料分子的TiO2膜 国家大剧院穹顶等建筑
幕墙
太阳能光热板
西北永新化工股份有限公司 2012 纳米自清洁玻璃涂料 易清洁、防沾污、防雾、光催化、抗静电 项目成果在宁夏石嘴山
正泰太阳能电站、武威
大唐太阳能电站进行了
大面积试验考察，达到
了预期效果。
上海常祥实业有限公司 2012 光伏玻璃增透抗污涂层新产品3MTMGC-202 耐老化，耐酸碱侵蚀，帮助太阳能玻璃长期在户外应用仍然保持稳定的增透防污性能 太阳能光伏超白玻璃
超亲水自清洁制备方法
表3自清洁玻璃的制备方法
制备方法 方法特点 技术难点
化学气相沉
积法
用有机钛化合物或四氯化钛作为原料，先将它们蒸发变成气态，然
后随载气输送到镀膜器中，最后蒸汽在玻璃表面发生分解、水解或热解
反应，形成TiO2薄膜。
特点是工艺复杂、较难掌握、设备投资大，但膜层质量好、光催化
活性高、产量大，它代表着玻璃镀膜的发展方向。
用这种方法的企业主要有英国Pilkington公司、美国PPG公司、美
国AFG公司和日本旭硝子公司、中国耀华公司等。
1.TiO2薄膜的大面积制备。TiO2涂覆在玻璃表面制成
的自清洁玻璃可广泛应用于建筑物的窗玻璃和汽车挡
风玻璃。利用Solgel等湿法通过浸涂或拉涂方式涂覆
TiO2时，很难得到均匀的薄膜，玻璃外观不佳；而利
用气相沉积等干法沉积的TiO2薄膜，虽有较好的外
观，但性能却比较差，而且生产成本很高。
2. 光谱响应范围拓宽到可见光。TiO2只在紫外线或太
阳光下起作用，光催化对太阳能的利用率不高，光催
化量子产率不高，不能在室内弱光环境中应用。
3. 光催化性能的稳定性。环境(包括载体) 中的外来离
子吸附或扩散到TiO2表面、催化分解产物在其表面积
累都会导致光催化活性下降，甚至失活。如何改进制
备方法防止其它离子的干扰，如何对催化剂特别是光
催化产品进行失活和再生的研究，对扩展TiO2的应用
也是值得研究的问题。
磁控溅射法
利用现有的玻璃生产的磁控溅射镀膜设备，通过将金属钛溅射到玻
璃表面，在玻璃表面自然氧化生成TiO2的薄膜，使得玻璃表面具有一
定的亲水性，来达到自清洁效果。
该方法工艺稳定，能制备出具有较高折射率和高性能的TiO2薄膜，
有望在建筑玻璃的规模生产中得到应用。
采用该技术的代表厂家有三峡新材公司。
溶胶提拉+高温烧结技术 将TiO2制成溶胶，再将玻璃放入该溶胶中浸润提拉的方式得到处理过的玻璃，再将该玻璃再高温烧结炉中烧结，完成金红石晶型向锐钛矿晶型的转化。
该方法通过高温烧结，成本高，不利于规模化生产，金红石晶型向
锐钛矿晶型的转化存在转化效率问题,自清洁效果有限。
采用该技术的代表厂家有长春新世纪公司。
光伏自清洁玻璃的发展前景
从现阶段自清洁玻璃的生产状况，我们发现绝大部分自清洁玻璃是应用于建筑行业，而
应用于太阳能光伏超玻璃领域却很少。其原因是因为太阳能超白玻璃对透光性和耐候性要求
比较高，尤其是对透光率的要求。因此研发出具有耐候性、耐用性和高机械强度的减反射自
清洁涂层将是光伏自清玻璃的发展趋势。