專利名稱：制備單線態氧的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種由權利要求1限定的這類制備單線態氧(Singulett-Sauerstoff)的裝置，以及一種制備用于該裝置的用顏料涂覆的表面的方法。
W097/29044公開了一種這樣的制備單線態氧的裝置。此裝置中有一個腔室，該腔室具有兩個界面，其中一個界面是透明的，而另一個涂覆有可被光激發的顏料。顏料涂覆面被安置在透明面的相鄰位置的光源發出的光線照射。特別地，該光源是鹵素燈，這樣，透明面過濾掉照射的一定的部分，就獲得了一定頻率的照射。光照射對于顏料涂覆面上的顏料產生作用，使這個表面上方流動的氧處于激發狀態，單線態氧隨之產生。顏料的涂層是通過動力學、熱力學或者化學的沉積法涂覆在細小粗糙化的或者具有微孔的表面上。然而已知裝置的效率低，顏料涂覆面的生產很昂貴，此外鹵素燈的使用產生大量的熱量散發。
此外，US4579837A公開了在一個基體上涂覆多層多晶形有機顏料，例如吖啶黃、曙紅或者四氮烯。顏料涂覆面的制造也很昂貴。
本發明的任務是提供本文開頭所述的一種裝置以及方法，這能夠使單線態氧的制備具有高效率和低花費。
該任務是通過權利要求1或14所述技術特征解決的。
由各自的從屬權利要求可以得到本發明有利的實施方案和其他結構。
在本發明所述裝置中，通過拋光過程中的施壓和摩擦將唯一的顏料涂層涂覆在基體的表面的微孔里，其中此表面被細致粗化，并且將顏料通過拋光打磨到微粗化面上的凹陷處。凹陷或者微孔的深度確定了顏料層的厚度。用此方法，顏料涂覆面的制造的花費會很低。此外，用此方法不會損害顏料的特性。
例如用發光二極管激發染料，使發射波長適合各個顏料的最大吸收值，其中在下述公開的顏料中這些最大吸收值大多位于600-680nm的范圍內，商業上通用的發光二極管有相應的狹窄波長范圍可供使用。
由于能夠用商業上通用的發光二極管來激發顏料，一方面帶來了簡單并且低成本的結構，另一方面基于這樣的發光二極管的高發光效率而帶來了裝置高的總效率。
顏料可以是例如酞菁綠或酞菁藍(Phtalozyanin)、亞甲藍(Methylenblau)、孟加拉粉紅(Bengalrosa)、卟啉(Porphyrin)(四苯基卟啉鋅(Zinktetraphenylporphyrin))或曙紅(Eosin)。
基體優選可以是一種有機玻璃薄片、一種玻璃薄片或一種具有絕緣表面的金屬薄片例如一種陽極化的鋁薄片。
顏料可在一種溶劑中均勻分散并且在一個電磁場中被均勻分布到一個表面上，或者此基體可帶靜電并且處于顏料霧。
為了獲得凹陷或者微孔，用噴砂處理法使基體變粗糙。
以下本發明將依據圖所描繪的實施例作更詳細的說明。如圖所示
圖1用于氣體活化的裝置的詳細構造圖2用于液體活化的裝置的詳細構造圖1中所示裝置的詳細構造包括外殼1，在所述的這種構造中該外殼具有圓柱形橫截面，然而其可以是沿長度延伸的或者可以形成其它橫截面。外殼形成了一個腔室，第一平面4形成了此腔室的邊界，覆蓋玻璃或者其他透明平板和顏料涂覆面6也形成了此腔室的邊界。在覆蓋玻璃4和顏料涂覆面6之間能夠安置一個通風口(Luftfuehrung)和/或一個墊片(Abstandshalter)5，這會使通過腔室的氧或含氧氣體被引入與顏料涂覆面6緊密接觸。
在覆蓋玻璃4的遠離(abwandet)涂覆面6的側面上安置有一個印刷電路板2，其上有發光二極管3，它們透過覆蓋玻璃4照射在表面6的顏料上。
用顏料如此涂覆表面6，即此表面構成了基體的上表面，使此表面輕微地變粗糙并因此具備微孔，施以壓力，顏料被拋光打磨進微孔中。
為了獲得涂覆面6上顏料的均勻分布，可以使顏料溶解在一種合適的溶劑中并在一個電磁場下均勻地分布到所述表面上，或者可以使基體帶靜電并供給顏料霧，其中靜電吸附了顏料粉末，因此形成了顏料顆粒均勻薄地分布到表面。
在這兩種情況下隨后都拋光打磨該表面，這樣就使顏料穩定、均勻、薄地粘著在微粗化的表面上。
特別地，酞菁、卟啉(四苯基卟啉鋅(zinktetraphenylporphyrin))和曙紅(Eosin)適合作為顏料。這些顏料的最大吸收波長范圍介于約600nm-680nm之間，其中發光二極管的光發射范圍在此范圍中并且可以在市場上很容易買到。單線態氧的受激峰值，即在該氧返回其基態時自由形成的能量，位于634.3nm。氧氣的受激能量優選應該是比634.3nm短的波。
在發光二極管的光照射作用下，受激的顏料表面開始受到氧氣分子的劇烈撞擊，此氧氣分子包含在經過腔室的氣體中，其中氧氣分子中的遠核電子躍遷到最近的不飽和的電子軌道上，由此產生了單線態氧狀態。
如圖1所示，含氧氣體或純氧可以經入口7輸入在覆蓋平板4和顏料涂覆面6之間所形成的腔室中，并經出口8輸出。
圖2所示詳細構造中，省略了氣體輸入口和輸出口”，并且使用一個透明基體，此基體由含氧氣體所決定。沒有被顏料涂覆的基體的面直接與一個物體或一種液體的表面9相接觸，其應該處于通過顏料中由于光照射產生的電子-空穴對中(Exiton)。
權利要求
1.制備單線態氧的裝置，有一個外殼(1)，此外殼形成一個腔室，其中至少具有兩個相對的面，一個面(4)是透明的，另一個面(6)具有由一種光激發的顏料涂覆的面，以及一個可照射顏料涂覆面(6)的光源(3)，其特征在于，顏料涂覆面(6)由一種具有微小粗糙面的基體構成，并且顏料通過拋光打磨進入微小粗糙面的凹陷處。
2.權利要求1所述裝置，其特征在于，光源由發光二極管(3)構成，其發射的光線的波長處于顏料涂覆面(6)的顏料的最大光線吸收范圍中。
3.權利要求1或2所述裝置，其特征在于，顏料是酞菁。
4.權利要求3所述裝置，其特征在于，顏料是酞菁綠。
5.權利要求3所述裝置，其特征在于，顏料是酞菁藍。
6.權利要求1或2所述裝置，其特征在于，顏料是亞甲藍。
7.權利要求1或2所述裝置，其特征在于，顏料是孟加拉粉紅。
8.權利要求1或2所述裝置，其特征在于，顏料是卟啉(四苯基卟啉鋅)。
9.權利要求1或2所述裝置，其特征在于，顏料是曙紅。
10.上述任何一個權利要求所述裝置，其特征在于，發光二極管發射的光線的光譜范圍介于大約600nm到680nm之間。
11.上述任何一個權利要求所述裝置，其特征在于，基體是一種有機玻璃薄片。
12.權利要求1到11任何一個所述裝置，其特征在于，基體是一種玻璃薄片。
13.權利要求1到11任何一個所述裝置，其特征在于，基體是一種陽極化的鋁薄片。
14.用于上述任何一個權利要求所述裝置的顏料涂覆面的制造方法，其特征在于，使基體有微小粗糙表面，顏料均勻分布其上并且是通過施壓和拋光將顏料填入微小粗糙面上的微孔中。
15.權利要求14所述方法，其特征在于，為了均勻分布，使顏料溶解在一種溶劑中，并在一個電磁場中將其均勻分布到所述面上。
16.權利要求14所述方法，其特征在于，為了使顏料均勻分布，使基體帶靜電，并處于顏料霧中。
17.權利要求14-16所述方法，其特征在于，使用并且通過噴砂處理使其粗糙的塑料薄片作為基體。
全文摘要
一個用于制備單線態氧的裝置包括一個外殼(1)，它構成了一個腔室，其中至少有兩個相對的面，其中的一個面(4)是透明的，另一個具有由光激發的顏料涂覆的涂覆面，顏料涂覆面(6)由光源照射。顏料涂覆面(6)由一個具有輕微粗糙面的基體構成，其中用拋光打磨的方法將顏料填入輕微粗糙面的凹陷處。光源可以由發光二極管(3)構成，其光發射范圍的波長處于顏料涂覆面(6)上顏料最大光吸收波長的范圍內。
文檔編號C01B13/02GK1466543SQ01816455
公開日2004年1月7日 申請日期2001年9月28日 優先權日2000年9月28日
發明者約爾格·克萊姆, 約爾格 克萊姆 申請人:約爾格·克萊姆, 自然能量解決方案股份公司, 約爾格 克萊姆