Диоксид титана для покрытия стекла. Самоочищающееся стекло

TiO₂ – полупроводниковый материал с широким спектром распространения длины волны и высокой проницаемостью, фотокатализатор. Благодаря этим характеристикам, он используется в солнечных элементах и в оптических цепях в качестве антибликового и защитного покрытия, в газовых датчиках, в промышленных областях, связанных с окружающей средой и энергетикой, включая системы очистки воздуха и воды, выделение водорода и фотоэлектрохимическое преобразование, а также в производстве самоочищающихся поверхностей и, в частности, самоочищающихся стекол.

Увеличение производства стекла привело к его активному использованию в строительстве зданий и различных сооружений. Этот материал, наряду со своими уникальными достоинствами, все же имеет некоторые недостатки, например, способность к загрязнению. Если грязь не очищается, ее постепенное накопление приводит к снижению освещения в помещении и даже может повредить поверхность материала.

Покрытие стеклянных поверхностей диоксидом титана обеспечивает их самоочищающимися свойствами: органическая грязь окисляется непосредственно на поверхности стекла.

Диоксид титана при поглощении кванта света с энергией более 3,2 эВ (свет с длиной волны менее 390 нм – ультрафиолет) создает свободные носители зарядов – отрицательные электроны и положительные вакансии (дырки). Электроны и дырки, являясь подвижными образованиями, при выходе на поверхность пленки TiO₂, вступают в окислительно-восстановительные реакции с кислородом и парами воды из воздуха либо с водой.

В процессе этих реакций образуются сильные окислители (О₂-, -ОН и радикалы), которые непосредственно взаимодействуют с различными органическими загрязнениями. В результате пленка TiO₂, покрывающая поверхность, является очень сильным окислителем, что позволяет разлагать вредные вещества путем их фотокаталитического окисления до безопасных H₂O и СО₂ и способствует очищению поверхности стекла.