本發(fā)明屬于功能涂料，具體涉及一種基于納米熱電材料的室內(nèi)空氣殺菌窗玻璃涂層及其制備方法與應(yīng)用。
背景技術(shù)：
1、隨著社會公眾健康意識的提升以及醫(yī)療衛(wèi)生標準的不斷提高，室內(nèi)空氣殺菌技術(shù)已成為建筑環(huán)境領(lǐng)域的重要研究方向。尤其在家庭、醫(yī)療機構(gòu)、學校等密閉場所，如何高效、安全地實現(xiàn)空氣微生物消殺是當前亟待解決的技術(shù)問題。傳統(tǒng)空氣殺菌手段如紫外線輻射、化學噴霧等方式普遍存在能耗高、操作復雜、化學殘留或?qū)θ梭w存在潛在危害等局限性。此外，現(xiàn)有功能性涂層技術(shù)多依賴于光催化或離子釋放等機制，其殺菌效率易受環(huán)境條件(如光照強度、濕度)制約等問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、基于上述技術(shù)背景，本發(fā)明針對室內(nèi)空氣殺菌需求，創(chuàng)新性地提出一種基于納米熱電材料的窗玻璃涂層制備方法。該技術(shù)巧妙利用窗玻璃普遍存在的室內(nèi)外溫差現(xiàn)象，通過溫差驅(qū)動納米熱電材料表面產(chǎn)生活性自由基，從而實現(xiàn)高效、無二次污染的空氣殺菌功能。相較于傳統(tǒng)技術(shù)，本發(fā)明摒棄了外部能源供給需求，避免了化學試劑的引入，在簡化制備工藝的同時顯著提升了環(huán)境適應(yīng)性。其涂層材料體系通過優(yōu)化附著力促進劑與潤濕劑的協(xié)同作用，確保了涂層在玻璃基材上的均勻性與長期穩(wěn)定性，進一步拓展了該技術(shù)在多種應(yīng)用場景下的實用價值。本發(fā)明的實施為室內(nèi)空氣凈化領(lǐng)域提供了一種綠色節(jié)能、經(jīng)濟高效的創(chuàng)新解決方案。
2、本發(fā)明提出的一種含有熱電材料涂層的玻璃產(chǎn)品，其中，所述的玻璃產(chǎn)品為具有溫差熱電效應(yīng)，可釋放氧負離子的納米熱電材料涂層和具有一般應(yīng)用能力的玻璃組成；所述熱電材料涂層在溫度差的作用下可引起電勢差及表面電荷，從而使空氣中的氧氣還原為氧負離子。
3、一種基于納米熱電材料的室內(nèi)空氣殺菌窗玻璃涂層的制備方法，包括如下步驟:
4、(1)將納米熱電材料、附著力促進劑及潤濕劑分散于溶劑中形成功能涂料；
5、(2)將步驟(1)所得功能涂料通過直接沉積、噴霧沉積、浸涂、旋涂或絲網(wǎng)印刷工藝涂覆于玻璃基材表面，形成均勻涂層；
6、(3)對涂覆后的玻璃基材進行梯度烘干處理，具體為：在80～120℃下真空干燥60分鐘以上，最終形成厚度為100～900nm的致密熱電材料涂層。
7、步驟(1)中，所述納米熱電材料選自碲化鉍bi2te3、碲化銻sb2te3、硒化錫snse、硫化錫sns、硒化銀ag2se、硫化銀ag2s中的至少一種，所述納米熱電材料的顆粒尺寸為50nm～1um，占功能涂料總質(zhì)量的5wt％～15wt％；
8、步驟(1)中，所述附著力促進劑選自ds-2063、byk-4512、el-9041中的至少一種，添加量為功能涂料總質(zhì)量的0.5wt％～5wt％；
9、步驟(1)中，所述潤濕劑選自oe-35、td-6070、vok-125中的至少一種，添加量為功能涂料總質(zhì)量的0.2wt％～3wt％；
10、所述溶劑為乙醇與水的混合溶液，其中乙醇體積占比為50％～90％；
11、步驟(2)中，所述玻璃基材為普通鈉鈣玻璃、鋼化玻璃或low-e玻璃中的任一種，且涂覆前經(jīng)等離子體或紫外臭氧處理以提高表面活性。
12、通過上述方法得到的基于納米熱電材料的室內(nèi)空氣殺菌窗玻璃涂層，表面粗糙度小于50nm，可見光透過率大于85％。
13、在涂層兩側(cè)形成溫差時，所述涂層對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌或黑曲霉的殺菌率在24小時內(nèi)大于50％。所述涂層可重復使用，經(jīng)乙醇擦拭或去離子水沖洗后殺菌性能恢復率大于90％。
14、本發(fā)明所得基于納米熱電材料的室內(nèi)空氣殺菌窗玻璃的應(yīng)用場景包括住宅、醫(yī)院、學校、實驗室及公共交通設(shè)施的密閉空間，通過室內(nèi)外溫差驅(qū)動熱電材料涂層產(chǎn)生活性自由基，實現(xiàn)無化學殘留的持續(xù)空氣凈化。
15、本發(fā)明的有益技術(shù)效果為：
16、本申請所提供的玻璃產(chǎn)品可由通過多種方式將熱電材料負載在玻璃制品表面；所述熱電涂層材料具有熱電效應(yīng)，無需電、光或應(yīng)力觸發(fā)，在溫度差的作用下即可引起電勢差及表面電荷，從而將空氣中的氧氣還原為氧負離子，達到殺菌消毒的效果。其優(yōu)點在于應(yīng)用場景廣，可在建筑物內(nèi)外溫差下自驅(qū)動殺菌并持久工作。
1.一種基于納米熱電材料的室內(nèi)空氣殺菌窗玻璃涂層的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述納米熱電材料選自碲化鉍bi2te3、碲化銻sb2te3、硒化錫snse、硫化錫sns、硒化銀ag2se、硫化銀ag2s中的至少一種，所述納米熱電材料的顆粒尺寸為50nm～1um，占功能涂料總質(zhì)量的5wt％～15wt％。
3.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述附著力促進劑選自ds-2063、byk-4512、el-9041中的至少一種，添加量為功能涂料總質(zhì)量的0.5wt％～5wt％。
4.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述潤濕劑選自oe-35、td-6070、vok-125中的至少一種，添加量為功能涂料總質(zhì)量的0.2wt％～3wt％。
5.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述溶劑為乙醇與水的混合溶液，其中乙醇體積占比為50％～90％。
6.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述玻璃基材為普通鈉鈣玻璃、鋼化玻璃或low-e玻璃中的任一種，且涂覆前經(jīng)等離子體或紫外臭氧處理以提高表面活性。
7.一種基于納米熱電材料的室內(nèi)空氣殺菌窗玻璃涂層，其特征在于，厚度為100～900nm，表面粗糙度小于50nm，可見光透過率大于85％。
8.將權(quán)利要求7所述的基于納米熱電材料的室內(nèi)空氣殺菌窗玻璃涂層用于空氣中殺菌的應(yīng)用。
9.如權(quán)利要求8所述的應(yīng)用，其特征在于，基于納米熱電材料的室內(nèi)空氣殺菌窗玻璃涂層兩側(cè)形成溫差時，涂層能夠?qū)崿F(xiàn)殺菌。