بررسی و ایجاد پوشش نانومتری خودتمیز شونده و فتوکاتالیستی دی اکسید تیتانیم بر روی زیرلایه شیشه پوشش داده شده با دی اکسید سیلیسیم

در این پروژه پوشش دولایه خودتمیزشونده سیلیکا - تیتانیا با فرایند سل ژل و روش پوشش دهی غوطه وری بر روی زیر لایه شیشه جلوی خودرو با موفقیت ایجاد شده است. از این پوشش ها می توان علاوه بر شیشه جلوی خودرو برای آینه های بغل، چراغ خودرو و همچنین شیشه های ساختمان ها و غیره نیز استفاده کرد. برای جلوگیری از نفوذ حرارتی یون های سدیم از زیرلایه شیشه به پوشش تیتانیا، پوشش تک لایه سیلیکا قبل از پوشش تیتانیا، با روش سل ژل اعمال گردید. جهت اعمال این پوشش های دو لایه، ابتدا سل های سیلیکا و تیتانیا به صورت مجزا آماده شده، سپس پوشش دهی و عملیات حرارتی شدند. حلال های پروپانول، اتانول و متانول جهت بررسی تاثیر نوع حلال و کاتالیزورهای دی اتانول آمین، اسید هیدروکلریک، اسید نیتریک و اسید سولفوریک جهت بررسی تاثیر کاتالیزور بر پوشش های دولایه سیلیکا - تیتانیا انتخاب شدند. آنالیز ساختاری پوشش ها با الگوی پراش اشعه x (xrd)، مورفولوژی سطحی با میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی(fe-sem) ، توپوگرافی و زبری سطحی با میکروسکوپ نیروی اتمی (afm)، خواص خود تمیز شوندگی با اندازه گیری زاویه تماس آب با پوشش، خواص فتوکاتالیستی با طیف سنج نوری (uv-vis spectrophotometry) و خواص نوری با طیف سنج (uv-vis spectroscopy) مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج xrd به خوبی اندازه نانومتری کریستال ها را برای همه نمونه ها اثبات می کند. همچنین تصاویر بدست آمده توسط fe-sem نیز ابعاد ذرات پوشش دولایه تشکیل شده بر روی زیرلایه شیشه را برای نمونه ها در حدود اندازه نانومتری گزارش می کند. بررسی مورفولوژی سطحی پوشش ها مشخص کرد که پوشش ها متراکم، یکنواخت، شفاف و بدون ترک هستند. بررسی های انجام شده حاکی از آن است که پوشش های s.m (سل با حلال متانول) و s.s (سل با کاتالیزور اسید سولفوریک) چسبنده و فوق آبدوست با بهینه ترین خواص هستند. در بین نمونه های با حلال ها و کاتالیزو های مختلف بهترین فعالیت فتوکاتالیستی برای نمونه های s.m و s.s می باشد. بیشترین کریستالی شدن فاز آناتاز، اندازه کریستالی کوچک تر و شدت پیک بیشتر نسبت به سایر نمونه ها باعث خواص فتوکاتالیستی بهتر این نمونه ها شده است. برای همه نمونه مشاهده می شود با قرار دادن سطح نمونه در تابش نور ماورای بنفش زاویه تماس با گذشت زمان کاهش یافته و به صفر می رسد و خاصیت فوق آب دوست از خود بروز می دهد. بررسی توپوگرافی سطح با afm به خوبی نشان دهنده پوشش یکنواخت، همگن، فاقد ترک، بدون تخلخل با تغییرات زبری کم در سطح هر دو پوشش s.m و s.s می باشد.