[发明专利]用于获得光催化材料的方法有效

专利信息
申请号: 201280008962.0 申请日: 2012-02-15
公开(公告)号: CN103370441A 公开(公告)日: 2013-10-23
发明(设计)人: R.阿格里亚;B.尼海姆;A.迪朗多 申请(专利权)人: 法国圣戈班玻璃厂
主分类号: C23C16/40 分类号: C23C16/40;C23C16/455;C03C17/25
代理公司: 中国专利代理(香港)有限公司 72001 代理人: 黄念;林森
地址: 法国*** 国省代码: 法国;FR
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摘要:
搜索关键词: 用于 获得 光催化 材料 方法
【说明书】:

发明涉及包含被提供有光催化涂层的基材的材料的领域,特别地用于并入光电池中的材料的领域。

光催化涂层,特别地基于二氧化钛的光催化涂层因为基材(在其上提供该涂层)上提供自清洁和抗污性而已知。两种性质是这些有利特征的来源。二氧化钛首先是光催化性的,即它在适合的辐射(通常紫外辐射)下能催化有机化合物的降解反应。这种光催化活性在该层内通过产生电子-空穴对而被引发。此外,当它被这种相同类型辐射照射时,二氧化钛具有极其明显的亲水性。这种高亲水性,有时被定性为超亲水性,允许在水径流(例如雨水径流)下除去无机污物。这种材料,特别地用于形成窗玻璃,例如被描述在申请EP-A-0850204中。

二氧化钛具有高折光指数,这对于提供有光催化涂层的基材来说引起高光反射系数。这构成在用于建筑业的装配玻璃的领域,特别地在光电池领域中的缺点,对于它们需要使到达光电材料的透射最大化,并因此使日光辐射的所有吸收和反射减到最少。然而,存在提供具有光催化涂层的光电池的需要,因为污物的沉积可以使光电池的效率降低约6%/年。这个数字明显地取决于电池的地理位置。

为了降低光反射系数(facteur de réflexion lumineuse),可以降低光催化涂层的厚度,但是这是以它们的光催化活性为代价的。

本发明的一个目的是提出一种方法,其允许获得具有低的光反射系数的基于二氧化钛的可用于光电池中的光催化材料。

为此目的,本发明一个主题是用于获得包含基材的材料的方法,该基材在它的至少一个面的至少一部分上用基于二氧化钛的光催化层涂覆,所述方法包括经由化学气相沉积方法沉积所述光催化层,其中使包含至少一种钛醇盐和至少一种包含至少一个羧基或者酯基的化合物的气体混合物与所述基材接触。

该基材典型地是玻璃片材,特别地极透亮玻璃,如更详细地描述在下文中。

由于使用这种方法,该光催化层通常具有对于550nm的波长最高为1.9的折光指数。该折光指数可以通过可变角光谱椭偏仪(VASE)进行测量。

本发明另一个主题是用于获得包含正面基材的光电池的方法,该基材是在它的至少一个面的至少一部分上用基于二氧化钛的光催化层涂覆的基材,所述方法包括经由化学气相沉积方法沉积所述光催化层的步骤,其中使包含至少一种钛醇盐和至少一种包含至少一个羧基或者酯基的化合物的气体混合物与所述基材接触。

该基材典型地是玻璃片材,特别地极透亮玻璃,如更详细地描述在下文中。

措辞正面基材理解为表示首先被日光辐射穿过的基材。该光催化涂层这时通常被设置朝向外界,使得自清洁作用可以有用地得到显示。

本发明的另一主题是可以通过根据本发明的方法获得的材料。在下面描述的不同的优选特征因此是对于根据本发明的方法和对于根据本发明的材料都可适用的特征。

化学气相沉积,通常以英文缩写CVD表示,是其中使包含载气和被稀释的前体的气体混合物与热基材接触的热解方法,该前体在基材的热量作用下在化学上分解和/或反应。载气通常是氮。

羧基是-CO2H基团,特别存在于羧酸中。酯基是-CO2R基团,其中R是碳基基团。

本发明人已经可以证实加入包含至少一个羧基或者酯基的化合物,特别地羧酸,允许获得具有降低的光反射系数的层,在某些情况下大约为未涂覆基材的光反射系数,甚至低于后者,而没有明显的光催化活性的损失。因此经由CVD方法可以获得同时具有令人满意的光催化活性和低反射的二氧化钛层。

优选地,该基材是玻璃片材或者玻璃陶瓷片材。该片材可以是平面或者弯曲的,并且可以具有任何类型的尺寸,特别地大于1米的尺寸。该玻璃优选地是钠-钙-硅类型,但是还可以使用其它类型玻璃,如硼硅酸盐玻璃或者铝硅酸盐玻璃。该玻璃可以是透亮的或者极透亮的,或着色的,例如蓝色、绿色、琥珀色、青铜色或者灰色色调。该玻璃片材的厚度典型地为0.5-19毫米,特别地为2-12毫米,甚至4-8毫米。在光电池领域,该玻璃优选地是极透亮的;优选地包含最多150ppm,或者100ppm,甚至90ppm的总重量含量的氧化铁,甚至最多0.2,特别地0.1的氧化还原值(rédox),甚至零的氧化还原值。术语氧化还原值理解为表示在亚铁离子氧化物的重量含量(用FeO形式表示)和氧化铁的总重量含量(用Fe2O3形式表示)之间的比率。

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