自清潔玻璃自清潔性能的表征方法研究

【摘要】： 自清潔玻璃的自清潔性能一直是玻璃企業(yè)和消費者十分關心的問題,然而由于對自清潔玻璃的性能進行評價時采用的表征方法、參數(shù)各不相同,導致測量結果之間可比性差,難以對相關的產品實施有效的質量監(jiān)控和性能評價。因此研究制訂統(tǒng)一的性能評價標準,對于規(guī)范行業(yè)的發(fā)展和引導市場的認可都是十分必要的。本文從自清潔玻璃兩個關鍵的性能指標:光催化性和光致超親水性著手,分別研究了這兩種性能的表征方法。 自清潔玻璃的光催化性能采用甲基橙溶液褪色法來表征,對相關的影響因素進行了全面的研究,對樣品面積、甲基橙溶液濃度和體積、光照條件等實驗條件進行了優(yōu)化,確定了最佳測量條件:光源為1支365nm波長的燈管與4支254nm波長的燈管的組合光源(平均輻射強度:365nm,3.5 mW/cm2;254nm,2.5 mW/cm~2);樣品面積25cm~2,甲基橙溶液濃度20mg/L、體積12ml,輻照時間1小時。在最佳實驗條件下,對1#自清潔玻璃進行重復性實驗,光催化性能的有關表征參數(shù)測量結果的相對誤差均小于15%。同時采用油酸失重法與甲基橙溶液法進行了對比論證研究,兩種方法的測量結果是一致的,都如實地反映了自清潔玻璃的光催化活性,解決了以往在測量自清潔玻璃光催化性能中出現(xiàn)的反?，F(xiàn)象問題。 通過測量不同光照條件下自清潔玻璃與水的接觸角的變化情況,研究了自清潔玻璃的光致超親水性。不僅考慮了自清潔玻璃在光照條件下向超親水性轉變的速率,而且還考察了在無光照條件下,自清潔玻璃由超親水性向初始狀態(tài)恢復的速率,提出了表征參數(shù)ν,從而為評價自清潔玻璃光致超親水性提供了定量的依據(jù)。研究發(fā)現(xiàn)隨著光源波長的縮短、強度的增強,自清潔玻璃達到超親水性所需的光照時間縮短;而將已經達到超親水性的自清潔玻璃置于暗處,其接觸角在前幾個小時內上升速度較快,約為1.5°/h,12小時后接觸角上升至25°左右,然后逐漸減慢,兩種不同的自清潔玻璃上升的速率基本相同。 通過本研究為制定行業(yè)標準提供了參考依據(jù)。 【關鍵詞】：自清潔玻璃 光催化性 光致超親水性 表征方法
【學位授予單位】：中國建筑材料科學研究總院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2007
【分類號】：TQ171.73
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-21
• 1.1 自清潔玻璃的發(fā)展概況10-12
• 1.2 自清潔玻璃的自清潔機理12-15
• 1.2.1 TiO_2薄膜的光催化機理13-14
• 1.2.2 TiO_2薄膜的光致超親水性機理14-15
• 1.3 自清潔玻璃的研究現(xiàn)狀及展望15-20
• 1.3.1 自清潔玻璃的制備方法15-18
• 1.3.2 自清潔玻璃的自清潔性能的表征方法18-19
• 1.3.3 自清潔玻璃的發(fā)展前景19-20
• 1.4 課題的提出與意義20-21
• 第2章 自清潔玻璃光催化性能表征方法的研究21-50
• 2.1 光催化性能表征方法中需要解決的問題21-23
• 2.2 甲基橙溶液法的原理及表征參數(shù)的推導23-28
• 2.2.1 基本原理23-24
• 2.2.2 甲基橙溶液法原理24-26
• 2.2.3 平均量子效率的計算26-27
• 2.2.4 光解效率的計算27-28
• 2.3 主要試劑及儀器28
• 2.4 實驗過程28-29
• 2.5 結果與討論29-44
• 2.5.1 樣品杯和光反應器的設計29-30
• 2.5.2 有機污染物的選擇30-31
• 2.5.3 樣品面積的選擇31-32
• 2.5.4 甲基橙濃度和體積的確定32-35
• 2.5.5 光照條件（波長、強度、時間）的確定35-40
• 2.5.6 方法的重復性及誤差范圍40-41
• 2.5.7 方法的可靠性論證41-44
• 2.6 其他表征方法的探索44-48
• 2.6.1 甲基藍薄膜法44-46
• 2.6.2 催化氧化傳感器測量法46-48
• 2.7 本章小結48-50
• 第3章 自清潔玻璃光致超親水性的表征方法的研究50-60
• 3.1 方法原理50-52
• 3.1.1 接觸角的概念50
• 3.1.2 親水性的概念50-51
• 3.1.3 接觸角的測量原理51-52
• 3.2 主要儀器與試劑52
• 3.3 實驗過程52-53
• 3.4 結果與討論53-59
• 3.4.1 光源波長對光致超親水性的影響53-54
• 3.4.2 光源強度對光致超親水性的影響54-56
• 3.4.3 光照時間對光致超親水性的影響56-57
• 3.4.4 光致超親水性表征參數(shù)ν的計算57-58
• 3.4.5 太陽光與人造光源的強度對光致超親水性影響的比較58-59
• 3.5 本章小結59-60
• 結論60-62
• 參考文獻62-66
• 附錄 油酸失重法66-67
• 攻讀碩士學位期間所發(fā)表的學術論文67-68
• 致謝68

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