一種空氣淨化車窗及車輛的製作方法
2023-12-12 20:56:12 1
本實用新型涉及汽車配件技術領域，更具體地說，涉及一種空氣淨化車窗，還涉及了一種包括空氣淨化車窗的車輛。
背景技術：
近年來，隨著國內汽車保有量的不斷增加，消費者對汽車質量的關注度也在不斷提高，針對車內空氣汙染的投訴也在持續增加，車內環境成為人們關注的焦點。車內空氣汙染主要來自於塑料件、皮革、紡織品、膠合劑、橡膠等內裝飾材料，它們散發出甲醛、苯、甲苯、二甲苯和TVOC等有害氣體，對人體內臟器官、呼吸系統、免疫功能等會造成嚴重危害。目前國內家庭汽車的巨大剛需使得許多汽車下了生產線就直接進入市場，各種配件和材料的有害氣體和氣味沒有釋放期，直接造成車內的空氣汙染。而我國對乘用車內空氣品質沒有相關立法，部分生產廠家採用了廉價原材料，導致有毒物質的揮發濃度高，持續時間可達到數年之久。
現有技術中對車內空氣進行淨化常用空氣淨化器、臭氧發生器等，但是存在價格較貴，車身斷電狀態下不可使用等缺點；或者使用活性炭，但是淨化效率低、持續時間短；又或者使用光觸媒TiO2噴霧，但是光觸媒TiO2噴霧不牢固，易被清洗掉，尤其在光線不足的情況下淨化空氣效果不佳。
因此，如何提高淨化車內空氣的效率、降低能耗與成本是本領域技術人員急需要解決的技術問題。
技術實現要素：
為解決上述技術問題，本實用新型提供一種空氣淨化車窗，能夠提高淨化車內空氣的效率、降低能耗與成本。
為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案：
一種空氣淨化車窗，包括：
車窗玻璃基體；
設置於所述車窗玻璃基體內表面的摻雜陽離子的TiO2功能層。
優選的，在上述空氣淨化車窗中，所述車窗玻璃基體為鈉鈣矽玻璃基體。
優選的，在上述空氣淨化車窗中，還包括設置於所述車窗玻璃基體與所述摻雜陽離子的TiO2功能層之間的SiO2膜層。
優選的，在上述空氣淨化車窗中，所述摻雜陽離子的TiO2功能層厚度範圍為50-100nm。
優選的，在上述空氣淨化車窗中，所述SiO2膜層的厚度範圍為100-200nm。
優選的，在上述空氣淨化車窗中，所述摻雜陽離子的TiO2功能層為陽離子與TiO2的摩爾濃度比範圍為0.1～10mol％的摻雜陽離子的TiO2功能層。
優選的，在上述空氣淨化車窗中，所述摻雜陽離子的TiO2功能層為摻雜Ce3+、Eu3+、Zn2+、Mn2+、Zr4+、Fe2+、Al3+中一種或多種陽離子的TiO2功能層。
從上述技術方案可以看出，本實用新型所提供的一種空氣淨化車窗，包括：車窗玻璃基體；設置於所述車窗玻璃基體內表面的摻雜陽離子的TiO2功能層。當摻雜陽離子的TiO2膜層受到自然光線照射時，由於摻雜陽離子的TiO2功能層的對可見光的吸收作用，能夠產生光催化效果，形成大量的自由電子e-和空穴h+，這些自由電子e-和空穴h+與空氣中的氧氣和水汽再複合生成·O2-和·OH-1等官能團，空氣中的汙染氣體分子在遇到這些官能團的時候就會被分解為水和二氧化碳，去除有害氣體，從而實現車內空氣淨化功能。
本實用新型還提供了一種車輛，包括上述任一項所述的空氣淨化車窗。
附圖說明
為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。
圖1為本實用新型實施例提供的一種空氣淨化車窗結構示意圖。
具體實施方式
下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。
請參閱圖1，圖1為本實用新型實施例提供的一種空氣淨化車窗結構示意圖。
在一種具體的實施方式中，提供了一種空氣淨化車窗，包括：車窗玻璃基體201；設置於所述車窗玻璃基體201內表面的摻雜陽離子的TiO2功能層203。
傳統TiO2膜層的禁帶寬度為3.2eV，光催化反應需要的激發光源的波長小於388nm，因此，僅採用紫外線才能起到催化作用，而太陽輻射能量中紫外線只佔4％-6％。因此，在自然條件下，傳統的TiO2膜層的光催化功效難以發揮。摻雜陽離子的TiO2功能層因為對可見光的強的吸收能力被應用於很多場合，本實用新型將其應用於車窗內，同時，因為TiO2膜層存在銳鈦礦、金紅石、板鈦礦等晶型，其中銳鈦礦型TiO2光催化能力最強，通過控制特定工藝、溫度，可以產生理想的TiO2晶型。而現有技術中的摻雜陽離子的TiO2膜層受到自然光線照射時，摻雜陽離子的TiO2膜層具有強的光催化效果，能產生大量的自由電子e-和空穴h+，這些自由電子e-和空穴h+與空氣中的氧氣和水汽再複合生成·O2-和·OH-1等官能團，空氣中的汙染氣體分子在遇到這些官能團的時候就會被分解為水和二氧化碳，從而實現車內空氣淨化功能。本實用新型的核心在於將現有技術中的摻雜陽離子的TiO2膜層與車窗玻璃基體結合，具體的，通過在車窗玻璃基體201內表面設置摻雜陽離子的TiO2功能層203來吸收光能，通過光催化反應，去除有害氣體。
在上述實施方式的基礎上，車窗玻璃基體201為鈉鈣矽玻璃基體。由於鈉鈣矽玻璃基體對于波長短於400nm的紫外線並不透明，避免紫外線進入車窗內，但可見光波段的光線能夠通過。當然，車窗玻璃基體201還可以為其它材質的玻璃基體，如摻雜有碳酸鉀的玻璃基體等，均在保護範圍之內。
進一步的，在上述空氣淨化車窗中，還包括設置於所述車窗玻璃基體201與所述摻雜陽離子的TiO2功能層203之間的SiO2膜層202。
具體的，塗覆於車窗玻璃基體201與摻雜陽離子的TiO2功能層203之間的膜層為SiO2膜層202，目的是為了阻隔鈉鈣矽玻璃基體的鈉離子向摻雜陽離子的TiO2功能層203進行擴散從而導致光催化失效，同時增強摻雜陽離子的TiO2功能層203與車窗玻璃基體201的附著力。
進一步的，在上述空氣淨化車窗中，摻雜陽離子的TiO2功能層203為陽離子與TiO2的摩爾濃度比範圍為0.1～10mol％的摻雜陽離子的TiO2功能層203。陽離子與TiO2的摩爾濃度比範圍為0.1～10mol％製備形成的摻雜陽離子的TiO2功能層203對可見光的吸收能力更強，能夠增強光催化效果，提高車內空氣淨化效果。
更進一步的，在上述空氣淨化車窗中，所述摻雜陽離子的TiO2功能層203為摻雜Ce3+、Eu3+、Zn2+、Mn2+、Zr4+、Fe2+、Al3+一種或多種陽離子TiO2功能層。例如，可以單獨摻雜Ce3+、Eu3+、Zn2+、Mn2+、Zr4+、Fe2+、Al3+中的一種，或者任意選取其中兩種如Ce3+、Eu3+進行摻雜，無論一種還是多種陽離子在TiO2功能層中均能夠增強TiO2對可見光的吸收能力，能夠增強光催化效果，提高車內空氣淨化效果。
陽離子摻雜TiO2膜層203和SiO2膜層202構成了複合功能薄膜，其製備採用流水線噴塗工藝實現。在車窗玻璃基體201經過表面清洗和烘乾過程，噴塗Si基溶液，再次烘乾，經反覆多次噴塗過程後達到理想Si基膜層厚度。然後，再噴塗陽離子摻雜的Ti基溶液，烘乾，經反覆多次噴塗過程後達到理想Ti基膜層厚度，上述過程的烘乾溫度控制在80-120攝氏度。
其中，Si基溶液由一定比例的正矽酸乙酯、乙醇、鹽酸和去離子水配置而成。陽離子摻雜的Ti基溶液由以下方法製成，具體的將一定摩爾比的CeO2、Eu2O3、ZnO、MnO2、ZrO2、Fe2O3、Al2O3等氧化物單質或混合物先用濃鹽酸或濃硝酸溶解，然後邊攪拌邊加入一定量的草酸和聚乙二醇形成第一溶液，第二溶液由一定比例正鈦酸丁酯、乙醇和去離子水配置而成。最後按照摻雜所需的摩爾配比將第一溶液和第二溶液混合得到一種或多種陽離子摻雜的Ti基溶液。。
最後，車窗玻璃基體201被加熱至高溫灼燒，反應溫度控制在450-600度之間，經化學反應後產生理想的SiO2、TiO2晶型結構。最後，車窗玻璃基體201經冷卻後，送至下遊，採用傳統的車窗加工、成型工藝得到新型功能車窗。
更進一步的，所述摻雜陽離子的TiO2功能層203厚度範圍為50-100nm，所述SiO2膜層202的厚度範圍為100-200nm。在厚度範圍為50-100nm內的摻雜陽離子的TiO2功能層203與厚度範圍為100-200nm的SiO2膜層202，既不會使得車窗玻璃厚度太大，又能夠有效淨化車內空氣，提高車內空氣淨化效果。
本實用新型還提供了一種車輛，包括上述任一項所述的空氣淨化車窗，包含有空氣淨化車窗的車輛的車內空氣良好，實現空氣淨化的效果。
本說明書中各個實施例採用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。
對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本實用新型將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。