| 主权项 |
1.一种制备含胶体颗粒的溶液之方法,该胶体颗粒含有结晶性二氧化钛,该方法包括在得到且维持胶体溶液之胶溶的条件下,于反应介质中以草酸反应或安定一或多种可水解含钛化合物,其中该条件包括在周围温度至接近反应混合物沸点间之温度,于该反应介质中搅拌或搅动一或多种可水解含钛化合物与草酸,以反应15分钟至3小时,且该反应介质包括水或水/醇混合物,该含钛化合物可在水及/或硷中水解。2.如申请专利范围第1项之方法,其中含钛化合物在水中可水解且含钛化合物具有式Ti(OR)4,式中R为C2-C6线形或分支链烷基。3.如申请专利范围第2项之方法,其中含钛化合物为四异丙氧钛及/或四丁氧钛。4.如申请专利范围第1项之方法,其中含钛化合物为:-首先组合草酸于醇之溶液,继而加入水,或-直接加入水中,或水与醇之混合物,以形成浆液,继而加入草酸,或-加入草酸于水或水与醇之混合物之溶液。5.如申请专利范围第1项之方法,其中含钛化合物为硷可水解且含钛化合物选自TiCl4及/或TiOSO4。6.如申请专利范围第5项之方法,其中在以草酸反应或安定而使用硷将硷-可水解含钛化合物水解成水解产物,将水解产物过滤及/或清洗,以在以草酸反应或安定前形成浆液。7.如申请专利范围第1项之方法,其中草酸的量系使得草酸:钛的莫耳比在0.2:1至1:1的范围内。8.如申请专利范围第7项之方法,其中反应介质之水含量可提供200:1至800:1范围之水:钛莫耳比。9.如申请专利范围第8项之方法,其中反应介质之水含量可提供400:1至600:1范围之水:钛莫耳比。10.如申请专利范围第1项之方法,其中在醇存在于反应介质中时,醇为具有式ROH之单羟基脂族醇,式中R为C1至C4线形或分支链烷基。11.如申请专利范围第10项之方法,其中醇系乙醇或第三丁醇。12如申请专利范围第10项之方法,其中在溶液中醇:钛莫耳比系小于或等于100:1。13.如申请专利范围第12项之方法,其中在溶液中醇:钛莫耳比系10:1至50。14.如申请专利范围第1项之方法,其中溶液之草酸盐浓度在任何阶段藉由以UV光照射溶液而降低。15.一种制备含TiO2的产物之方法,其包括步骤:(1)制备含胶体颗粒的溶液,该胶体颗粒含有结晶性二氧化钛,其中颗粒藉由草酸安定,或藉由与草酸已经反应而安定,该反应的条件为包括在周围温度至接近反应混合物沸点间之温度,搅拌或搅动该颗粒和草酸,以反应15分钟至3小时,及(2)藉由将一或多种添加剂混入或加入溶液中以制备一种胶体混合物,其中添加剂系选自由下列所组成的族群:a)矽石或矽石先质,b)水或醇溶性酮类,c)金属先质,d)界面活性剂,及e)矽烷,及(3)进一步处理溶液以得到产物,其包括以上步骤的一或两个:i)使溶液胶化(胶化步骤),ii)将凝胶硬化(硬化步骤)以去除或减少草酸及/或任何之一或多种添加剂之量。16.如申请专利范围第15项之制备含TiO2的产物之方法,其中产物中至少起初包括之TiO2相主要或实质上为锐钛矿。17.如申请专利范围第15项之制备含TiO2的产物之方法,其中添加矽石,其为胶体矽石,量为相对于产物中的钛系30至60重量%之比例,且胶体矽石之浓度为1至50重量%。18.如申请专利范围第15项之制备含TiO2的产物之方法,其中在加入金属先质时,其为一或多种Pd、Pt、Ag与Cu之金属盐或金属错合物。19.如申请专利范围第18项之制备含TiO2的产物之方法,其中金属为Pd或Pt,而先质为Pd或Pt的六氯错合物之一。20.如申请专利范围第19项之制备含TiO2的产物之方法,其中Pd或Pt之六氯错合物系混合作为牺牲化合物之低碳有机化合物,该牺牲化合物以相对先质金属过量加入。21.如申请专利范围第20项之制备含TiO2的产物之方法,其中牺牲化合物系甲醛、甲酸、甲醇或乙醇。22.如申请专利范围第18项之制备含TiO2的产物之方法,其中金属为Ag且先质为乙酸银或硝酸银之一或两种。23.如申请专利范围第18项之制备含TiO2的产物之方法,其中金属为Cu且先质为乙酸铜、硫酸铜与硝酸铜之一或更多种。24.如申请专利范围第15项之制备含TiO2的产物之方法,其中矽烷系纯净形式加入或以在水性或有机溶剂中的溶液加入,该溶液系能与水互溶的,且该矽烷系式RSiX3.RSiX2及SiX4之可水解的或部分可水解的矽烷化合物(式中R系简单的或官能化的有机基,而X系卤基或烷氧基)。25.如申请专利范围第15项之制备含TiO2的产物之方法,其中凝胶硬化系藉由暴露于UV辐射下及/或藉热进行,且UV辐射的波长系实质或部分与锐钛矿相中的TiO2之光催化活性带隙一致。26.如申请专利范围第15项之制备含TiO2的产物之方法,其中有额外之步骤(4),其包括以下步骤之一或两者:i)以金属先质浸渍含钛的产物(浸渍步骤)及/或ii)将在步骤(2)及/或步骤(4)内加入之任何金属先质转变成金属或金属氧化物(转变步骤)。27.如申请专利范围第26项之制备含TiO2的产物之方法,其中步骤i)之先质之金属系Pd、Pt、Cu或Ag之一或多种。28.如申请专利范围第26项之制备含TiO2的产物之方法,其中使用转变步骤且藉以下之一或更多发生:i)在适当温度加热以将金属先质转变成金属或金属氧化物,及/或ii)将金属先质或含金属先质之合TiO2的产物暴露于稀水合物溶液充分之时间,以将金属完全还原成零价,及/或iii)UV照射以在二氧化钛内形成金属颗粒及/或金属氧化物。29.如申请专利范围第28项之制备含TiO2的产物之方法,其中TiO2-产物之TiO2之最终金属含量低于2重量。30.如申请专利范围第15项之制备含TiO2的产物之方法,其中在步骤(3)之前,藉由以UV光照射溶液而降低溶液之草酸浓度。31.如申请专利范围第30项之制备含TiO2的产物之方法,其中产物系粒状产物。32.一种制备TiO2涂料溶液之方法,其包括步骤:(1)制备含胶体颗粒的溶液,该胶体颗粒含有结晶性二氧化钛,其中颗粒藉由草酸安定,或藉由与草酸已经反应而安定,该反应的条件为包括在周围温度至接近反应混合物沸点间之温度,搅拌或搅动该颗粒和草酸,以反应15分钟至3小时,及(2)藉由将一或多种添加剂加入溶液中以得到涂料溶液,其中添加剂系选自由下列所组成的族群:a)矽石或矽石先质,b)水或醇溶性酮类,c)金属先质,d)界面活性剂,及e)矽烷。33.如申请专利范围第32项之制备涂料溶液之方法,其中加入或混合一或多种金属先质为Pd、Pt、Ag与Cu之可溶性金属盐或错合物。34.一种制备经TiO2涂覆的基材之方法,其包括或包含步骤:Ⅰ.如申请专利范围第32至33项中任一项制备涂料溶液,及Ⅱ.进一步处理溶液以得到经涂覆的基材,其包括:i)将涂料溶液涂布于基材,及ii)去除或降低溶剂量之胶化步骤,及iii)硬化步骤,及Ⅲ.(i)以金属先质浸渍含钛的产物(浸渍步骤)及/或(ii)将在步骤Ⅰ及/或步骤Ⅲ内加入之任何金属先质转变成金属或金属氧化物(转变步骤)。35.如申请专利范围第34项之制备经涂覆的基材之方法,其中经涂覆的基材之TiO2相至少最初包括主要或实质上为锐钛矿。36.如申请专利范围第35项之制备经涂覆的基材之方法,其中基材为一或多种玻璃、石英、玻璃纤维、纺织玻璃纤维、陶瓷、矽晶圆、金属、聚合物表面、木头或建筑材料。37.如申请专利范围第36项之制备经涂覆的基材之方法,其中聚合物系聚乙烯或聚酯。38.如申请专利范围第36项之制备经涂覆的基材之方法,其中建筑材料系灰泥、砖块、瓷砖或混凝土。39.如申请专利范围第34项之制备经涂覆的基材之方法,其中在施用涂料溶液之前,将保护层施于基材上,该保护层系非晶性矽石及/或氧化铝,或一选自于四烷氧基矽烷和烷氧基氯矽烷系列的非晶性矽石之先质;或一选自于三烷氧化铝系列的非晶性矽石之先质,且其中可藉由在酸性溶液中水解而将先质转变成矽石或氧化铝。40.如申请专利范围第34项之制备经涂覆的基材之方法,其中凝胶硬化系藉由暴露于UV辐射下及/或藉热进行,且UV辐射的波长系实质或部分与锐钛矿相中的TiO2之光催化活性带隙一致。41.如申请专利范围第34项之制备经涂覆的基材之方法,其中步骤Ⅲ(i)之先质的金属系Pd、Pt、Cu或Ag之一或多种。42.一种制备图样化的经TiO2涂覆的基材之方法,其包括步骤:i)在任何胶化或硬化步骤(如果有)之前如申请专利范围第34项所述制备经涂覆的基材,ii)遮蔽涂层之一更多个区域,iii)藉由将未遮蔽区域暴露于紫外光以光催化地破坏存在于未遮蔽区域氧化钛中之草酸及其他有机材料,而将涂层之未遮蔽区域硬化,iv)将膜显影。43.如申请专利范围第42项之制备图样化的经TiO2涂覆的基材方法,其中涂料溶液制造在硬化后含50至100重量%氧化钛之膜。44.如申请专利范围第42项之制备图样化的经TaO2涂覆的基材之方法,其中膜之显影藉以下之一或更多进行;i)涂布酸溶液,及/或ii)涂布其他材料,如过氧化氢,及/或iii)包括超音波振荡之辐射或机械方法,及/或iv)再溶解UV-未暴露凝胶之任何其他方法。45.如申请专利范围第44项之制备图样化的经TiO2涂覆的基材方法,其中酸溶液系为任何稀释的矿酸及/或有机酸溶液及/或酸性溶液,其中盐系硫酸铵或硫酸铝。46.如申请专利范围第44项之制备图样化的经TiO2涂覆的基材方法,其中矿酸系硫酸,而有机酸系草酸、乳酸、柠檬酸或酒石酸。47.如申请专利范围第44项之制备图样化的经TiO2涂覆的基材方法,其中显影系在室温。48.如申请专利范围第47项之制备图样化的经TiO2涂覆的基材方法,其中涂料硬化系藉由暴露于UV辐射下及/或藉热进行,且UV辐射的波长系实质或部分与锐钛矿相中的TiO2之光催化活性带隙一致。49.如申请专利范围第48项之制备图样化的经TiO2涂覆的基材之方法,其中有烧结涂层之最终步骤。50.一种增加TiO2产物中的金红石及/或TiO2-B相的含量之方法,其包含或包括:藉由如申请专利范围第15项之方法来制备含TiO2的产物,其中TiO2相系主要或至少部分为锐钛矿,或主要或部分为TiO2-B相,及加热以增加锐钛矿及/或金红石含量。51.如申请专利范围第50项之方法,其中在200至400℃之间加热以导致或引发产物中TiO2-B相至锐钛矿相至二氧化钛-B及/或金红石相的相变化。52.如申请专利范围第50项之方法,其中更在400℃以上的高温加热以增加产物中金红石的含量。53.如申请专利范围第50项之方法,其中藉由加热到高于500℃的温度以将TiO2实质上完全转变成金红石。54.如申请专利范围第50项之方法,其中在加热至超过600℃以引发及/或完成至金红石相的转变之前,添加最高50重量%的矽石以安定锐钛矿相及或TiO2-B相。55.一种制备TiO2系光触媒之方法,其包含或包括以下步骤:(1)制备含胶体颗粒的溶液,该胶体颗粒含有结晶性二氧化钛,其中颗粒藉由草酸安定,或藉由与草酸已经反应而安定,该反应的条件为包括在周围温度至接近反应混合物沸点间之温度,搅拌或搅动该颗粒和草酸,以反应15分钟至3小时,及(2)进一步处理溶液以得到光触媒,其中TiO2系光触媒为基材上之TiO2涂层或膜,而该进一步处理包括制备涂料溶液与将涂料溶液涂布于基材,及胶化与硬化步骤,或光触媒系TiO2粗状材料,且该进一步处理包括胶化与硬化步骤。56.如申请专利范围第55项之制备TiO2系光触媒之方法,其中至少起初包括之粒状材料、涂料或膜中之TiO2相主要或实质上为锐钛矿及/或TiO2-B。57.如申请专利范围第56项之制备TiO2系光触媒之方法,其中TiO2系光触媒在照射或暴露于UV光时作为光触媒。58.如申请专利范围第57项之制备TiO2系光触媒之方法,其中TiO2系光触媒掺杂金属或金属氧化物,且该金属系选自于Pt、Pd、Cu或Ag。59.如申请专利范围第56项之制备TiO2系光触媒之方法,其中TiO2系光触媒可用以光催化地降解有机化合物,及其中降解经应用或暴露于UV辐射而发生。60.如申请专利范围第56项之制备TiO2系光触媒之方法,其中TiO2系光触媒在涂覆于基材上时可作为亲水性表面。61.一种制备B相TiO2之方法,包括以下步骤:(1)制备含胶体颗粒的溶液,该胶体颗粒含有结晶性二氧化钛,其中颗粒藉由草酸安定,或藉由与草酸已经反应而安定,该反应的条件为包括在周围温度至接近反应混合物沸点间之温度,搅拌或搅动该颗粒和草酸,以反应15分钟至3小时,及(2)更进一步处理溶液以得到主要或实质上为TiO2-B相的TiO2,其包括移除溶剂及/或胶化步骤及/或硬化步骤,及(3)将加热到实质上介于200-300℃之间。62.如申请专利范围第61项之制备B相TiO2之方法,其中更有一加热超过450℃以提供金红石相的TiO2之步骤(4)。图式简单说明:第1图显示将实例5之溶胶胶化而制备之粉末之热分析(TGA与DTA);第2图显示将实例9之未加入矽石之溶胶胶化而制备之粉末之X-射线绕射(XRD)图样;第3图显示如实例10制备且藉UV光硬化之膜之红外线光谱;第4图显示加入SiO2对光活性及表面积之影响,其使用本发明之2M溶胶;第5图显示触媒负载之光活性变化,其使用本发明之2M溶胶+50% SiO2涂覆于纺织玻璃纤维上;第6图显示湿度对光活性之影响,其使用2层本发明之2M溶胶涂层+50% SiO2涂覆于纺织玻璃纤维上;第7图显示在TiO2膜上一些界面活性剂对之UV降解继而I.R.光谱测定;第8图显示TiO2图样化膜之表面外形;第9图显示TiO2图样化膜之扫描电子显微相片(SEM);第10图显示在TiO2模上Rhodamine B染料之光分解;第11图显示在铂化TiO2光触媒布上乙烯气体之光分解;第12图显示在铂化TiO2光触媒布上乙烯气体之光热分解;及第13图显示在铂化TiO2光触媒布上甲苯气体之光热分解。 |
