二氧化鈦光觸媒的結構的制作方法

二氧化鈦光觸媒的結構的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種二氧化鈦光觸媒的結構，包含載體及形成在載體上的二氧化鈦薄膜，其中二氧化鈦薄膜包含二氧化鈦橢圓球形顆粒。而且，本實用新型的二氧化鈦為銳鈦礦結構，此二氧化鈦橢圓球形顆粒的長軸為10至15納米，短軸為3至6納米。此二氧化鈦薄膜具有超親水性，并具有更強的去污與自潔的功效。以日光燈、紫外光燈或太陽光照射時，此二氧化鈦薄膜具有高的活性。
【專利說明】二氧化鈦光觸媒的結構

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種二氧化鈦光觸媒的結構。

【背景技術】
[0002]所謂光觸媒，就是經過光的照射，可以促進化學反應的物質。目前可用來作為光觸媒的物質有二氧化鈦等氧化物，其中二氧化鈦因為具有強大的氧化能力，高化學穩定度，及無毒的特性，最常被使用來做為光觸媒的物質。光觸媒可用于處理空氣中低濃度的有害化學物質，本身不會釋出有害物質，因此是極佳的環境凈化用觸媒。光觸媒具有消臭、殺菌、抗菌、防污和除去有害物質等功能，但目前的光觸媒于365nm紫外光下抗菌效果有限，于無紫外光的環境下無抗菌效果。
[0003]二氧化鈦的結晶構造有正方晶系的金紅石(rutile)型、銳鈦礦(anatase)型及屬于斜方晶系的板鈦礦(brookite)型3種。其中只有銳鈦礦結構具光觸媒的效果。光催化處理程序的光分解機制是藉由紫外光或太陽光激發光觸媒，使觸媒產生電子與電洞，藉以氧化表面吸附的物質，進而將表面吸附的物質分解為小分子。以二氧化鈦為例，二氧化鈦吸收光產生電子及電洞，此電洞具有相當強的氧化能力，可以將吸附在二氧化鈦表面的污染物分子直接氧化使其分解，或者將吸附于物質表面的水分子氧化為氫氧自由基。原本大分子的污染物，經由光觸媒反應將大分子裂解，達到將污染物清除的目的。
[0004]光觸媒被廣泛地研宄，并應用在環保、能源、殺菌、自我潔凈等方面。1102經發現照光后會分解水產生4及O2，越來越多人投入1102光催化性質相關的研宄，并致力于各種可能的改質方法，以提高打02光觸媒的效果。
[0005]二氧化鈦可以制作成粉體直接投入廢水中，也可以涂布于基材表面，藉紫外光的照射加速分解水和空氣中的有機物質，但是會面臨如何回收粉體，及觸媒的表面積能否完全接受到紫外光的照射等問題。為了改善這些問題，將二氧化鈦做成薄膜，以提高二氧化鈦的暴露面積增加光催化效果，這樣不但能解決上述問題，同時更增加二氧化鈦光觸媒的用途。
[0006]—般使用的光觸媒系圓球形的二氧化鈦，當薄膜由二氧化鈦圓球形組成時，其中間的空隙較大，且圓球形二氧化鈦的光觸媒活性較差。因此，研宄如何增進光觸媒薄膜的性能仍有需求。
實用新型內容
[0007]本新型的一目的，在于提供一種二氧化鈦光觸媒的結構，其中二氧化鈦薄膜包含二氧化鈦橢圓球形顆粒，二氧化鈦顆粒為橢圓球形時，其中間的空隙較少，因此單位體積內二氧化鈦的量增加，可提升整體去污和自潔的功效。
[0008]為達上述目的，本實用新型提供一種二氧化鈦光觸媒結構，包含一載體及形成在該載體上的二氧化鈦薄膜，其中該二氧化鈦薄膜包含二氧化鈦橢圓球形顆粒。
[0009]上述的二氧化鈦光觸媒結構，其中該二氧化鈦橢圓球形顆粒的長軸為10至15納米、短軸為3至6納米。
[0010]上述的二氧化鈦光觸媒結構，其中該二氧化鈦薄膜的厚度小于I毫米。
[0011]上述的二氧化鈦光觸媒結構，其中該載體為玻璃、石材、磁磚或透明的塑膠材料。
[0012]相較于傳統使用的二氧化鈦光觸媒圓球形顆粒，本實用新型用于形成光觸媒薄膜的二氧化鈦橢圓球形顆粒與顆粒之間的空隙較少，因此單位體積內二氧化鈦的量增加，可提升整體去污和自潔的功效。
[0013]以下結合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細描述，但不作為對本實用新型的限定。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1本實用新型二氧化鈦光觸媒的結構的剖視示意圖；及
[0015]圖2本實用新型二氧化鈦薄膜的結構示意圖。
[0016]其中，附圖標記
[0017]I 載體
[0018]2光觸媒薄膜
[0019]22 二氧化鈦橢圓球形顆粒

【具體實施方式】
[0020]有關本新型的詳細說明及技術內容，配合【專利附圖】

【附圖說明】如下，然而所附的附圖僅提供參考與說明用，并非用來對本實用新型加以限制。
[0021]請參考圖1和圖2，圖1本實用新型二氧化鈦光觸媒的結構的剖視示意圖。圖2本實用新型二氧化鈦薄膜的結構示意圖。如圖1和圖2所示，本實用新型二氧化鈦光觸媒的結構，包含一載體I及形成在載體I上的光觸媒薄膜2例如二氧化鈦薄膜，其中光觸媒薄膜2包含二氧化鈦橢圓球形顆粒22。此光觸媒薄膜2厚度小于I毫米，且此二氧化鈦具有銳鈦礦結構，此二氧化鈦橢圓球形顆粒的長軸為10至15納米，短軸為3至6納米，此二氧化鈦橢圓球形顆粒比現有技術所使用的二氧化鈦圓球形顆粒的活性高。載體I可為玻璃、石材、磁磚或透明的塑膠材料。二氧化鈦顆粒為橢圓球形時，其中間的空隙較少，因此單位體積內二氧化鈦的量增加，而且二氧化鈦為橢圓球形顆粒時，其光觸媒活性會增加。此二氧化鈦橢圓球形顆粒22比現有技術所使用的圓球形二氧化鈦的活性高，此二氧化鈦薄膜在載體上具有超親水性，并具有強的去污與自潔的功效。以日光燈、紫外光燈或太陽光照射此二氧化鈦薄膜時，具有高的活性。
[0022]本實用新型二氧化鈦光觸媒的結構的制作方法包含載體的清洗及鍍膜。未經清洗的載體表面可能有油性物質或其它不潔物，會導致鍍膜不均勻和干燥時發生剝落的現象。清洗載體是為了使二氧化鈦顆粒能夠更牢固地附著在載體上。清洗載體的步驟如下:將載體靜置于中性清潔劑中，以超音波震蕩清洗I小時；以去離子水清洗載體表面殘留的清潔劑，并以超音波震蕩清洗I小時；將載體置于氫氧化鈉溶液中，以超音波震蕩清洗I小時；以去離子水清洗殘留于載體表面上的氫氧化鈉溶液，并以超音波震蕩清洗I小時；最后，將載體置入烘箱中干燥并保存，以備鍍膜之用。
[0023]本實用新型載體的浸漬鍍膜的步驟如下:將覆膜液置于拉升機臺上；將玻璃基材固定于拉升機上；將玻璃基材浸入覆膜液中，下降速率為5-lOcm/min ;開始拉升覆膜，上升速率為5-lOcm/min ;覆膜完畢后，置于紫外光燈下照射30分鐘；將處理過的玻璃基材置于烘箱中，于溫度400°C以下煅燒，即完成二氧化鈦光觸媒薄膜一次覆膜工作。制作多層覆膜時，須重復上述各項步驟。上述覆膜液是包含二氧化鈦溶膠。除了上述提拉法外，亦可使用滾涂法、擦涂法、刷涂法、噴涂法、旋涂法等方式將含有二氧化鈦溶膠的覆膜液形成于載體上，再經過溫度400°C以下煅燒，煅燒時間為2小時以下，即可將此二氧化鈦橢圓球形顆粒固著于載體的表面上。
[0024]一實施例中，用于形成二氧化鈦薄膜的二氧化鈦溶膠的制造方法包含以下步驟:提供四氯化鈦，在O?5°C下加入鹽酸水溶液，形成一 A溶液；加入氨水溶液，使A溶液形成氫氧化鈦膠體，其pH值在7到12的范圍；加入雙氧水，形成一 B溶液，此時二氧化鈦的固體重量與水的比例為0.01%至2%，雙氧水與鈦的莫耳比為2比I至5比I之間；及8溶液在60至100°C的范圍內加熱，直到膠體完全水解消失，即可形成穩定透明的二氧化鈦溶膠。
[0025]本實用新型的光觸媒薄膜具有抗病毒的功效。測試病毒種類分別為腸病毒與流感A型病毒。實施例1是添加2.5wt%二氧化鈦溶膠于鍍膜液中，以及將鍍膜液于載體上形成一光觸媒薄膜，依照ASTM E1052-96的規范方法，經測試該光觸媒薄膜的抗病毒率皆為99.9%。比較例I是未添加二氧化鈦溶膠，依照ASTM E 1052-96的規范方法，經測試其抗病毒率O %。
[0026]當然，本實用新型還可有其它多種實施例，在不背離本實用新型精神及其實質的情況下，熟悉本領域的技術人員當可根據本實用新型作出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬于本實用新型所附的權利要求的保護范圍。
【權利要求】
1.一種二氧化鈦光觸媒結構，包含一載體及形成在該載體上的二氧化鈦薄膜，其特征在于，該二氧化鈦薄膜包含二氧化鈦橢圓球形顆粒。
2.根據權利要求1所述的二氧化鈦光觸媒結構，其特征在于，該二氧化鈦橢圓球形顆粒的長軸為10至15納米、短軸為3至6納米。
3.根據權利要求1所述的二氧化鈦光觸媒結構，其特征在于，該二氧化鈦薄膜的厚度小于I毫米。
4.根據權利要求1所述的二氧化鈦光觸媒結構，其特征在于，該載體為玻璃、石材、磁磚或透明的塑膠材料。
【文檔編號】B01J35/02GK204247228SQ201420337206
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年6月23日 優先權日:2013年8月1日
【發明者】陳郁文 申請人:京程科技股份有限公司