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自洁净玻璃纳米TiO_2薄膜制备的研究进展
自洁净玻璃纳米TiO_2薄膜制备的研究进展
随着人们对环境保护和生活品质的追求不断提高，自洁净材料作为一种新型环保材料，受到了广泛关注和研究。其中，自洁净玻璃作为一种具有潜在应用前景的新型建筑玻璃材料，备受研究者们的关注。其中，纳米TiO_2薄膜作为一种重要的自洁净玻璃材料，其制备技术研究也成为了目前的研究热点。
一、纳米TiO_2薄膜制备技术
目前，纳米TiO_2薄膜主要分为物理气相沉积法、化学气相沉积法、溶胶-凝胶法、离子束溅射法、磁控溅射法、电泳沉积法等几种制备技术。其中，后两种方法在玻璃表面制备纳米TiO_2薄膜的应用较为广泛。
磁控溅射法是在真空状态下，用惰性气体溅射靶材并沉积出TiO_2薄膜，常用惰性气体为氩、氦等。然而，该方法存在以下问题：①溅射后的纳米TiO_2颗粒未经处理，影响了薄膜结构的致密程度及光催化性能；②沉积温度较高，容易导致玻璃材料应力过大，导致开裂。
电泳沉积法是使用正常电场作用于纳米TiO_2，在玻璃电极上沉积出一层均匀的薄膜。该方法所制备的纳米TiO_2薄膜具有较高的光催化活性和稳定性，且沉积温度较低。但是，由于该方法中制备过程存在电极材料的污染及效率低下的问题，因此还需要进一步改进。
二、纳米TiO_2薄膜的应用
自洁净玻璃作为一种新型环保材料，具有广泛的应用前景，目前主要应用于建筑、汽车、航空航天等领域。其中，具有较高研究难度和市场需求的建筑领域，是纳米TiO_2薄膜应用的重点之一。
在建筑领域，自洁净玻璃是实现节能环保的重要手段。在城市空气污染严重的情况下，纳米TiO_2薄膜的研究应用也逐渐受到人们的重视。纳米TiO_2薄膜具有可以将附着在玻璃表面的微小颗粒净化、去除附着污物的能力，同时其光催化性能使得空气中的有机物质降解。此外，纳米TiO_2薄膜的应用不仅能够减少清洗次数和维护费用，而且在建筑物内部可以有效地降低照明负荷，从而达到节能的目的。
三、研究难点
虽然自洁净玻璃纳米TiO_2薄膜的应用前景广阔，但是其研究仍存在以下几个难点：
1.对纳米TiO_2薄膜结构的研究
纳米TiO_2薄膜的结构特点是影响其自洁净性能的重要因素之一，目前针对其结构的研究仍不充分。需要通过动态光学显微镜、透射电子显微镜等高分辨率技术，对纳米TiO_2薄膜的结构、形貌及其表面的化学元素分布进行详细的研究。
2.提高纳米TiO_2薄膜的光催化效率
在纳米TiO_2薄膜的制备过程中，要提高其光催化效率，需要优化其制备工艺、合理选择制备条件等。同时，还需对纳米TiO_2薄膜表面进行改性，引入某些有机物作为导体，从而提高纳米TiO_2薄膜的光催化效率。
3.光季节性和气候影响的考虑
气候和地理位置等因素也会影响纳米TiO_2薄膜的自洁净性能。纳米TiO_2薄膜的自洁净效果在低气温、太阳较低、降雨天气等条件下亦存在变化。因此，在实际应用过程中，仍需要针对不同的气候条件进行研究。
四、总结
纳米TiO_2薄膜作为一种新型自洁净玻璃材料，在建筑等领域具有广泛的应用前景。在其制备中，电泳沉积法是目前应用广泛的工艺；在应用过程中，提升纳米TiO_2薄膜的结构特征、光催化效率及气候的适用性等仍是需要突破的难点。因此，未来的研究重点将是探索更高效的制备方法和完善自洁净玻璃的实际应用技术。