[发明专利]二氧化钛光触媒的结构

说明书

技术领域

本发明揭示一种二氧化钛光触媒的结构。

背景技术

所谓光触媒，就是经过光的照射，可以促进化学反应的物质。目前可用来作为光触媒的物质有二氧化钛等氧化物，其中二氧化钛因为具有强大的氧化能力，高化学稳定度，及无毒的特性，最常被使用来做为光触媒的物质。光触媒可用于处理空气中低浓度的有害化学物质，本身不会释出有害物质，因此是极佳的环境净化用触媒。光触媒具有消臭、杀菌、抗菌、防污和除去有害物质等功能，但目前的光触媒于365nm紫外光下抗菌效果有限，于无紫外光的环境下无抗菌效果。

二氧化钛的结晶构造有正方晶系的金红石(rutile)型、锐钛矿(anatase)型及属于斜方晶系的板钛矿(brookite)型3种。其中只有锐钛矿结构具光触媒的效果。光催化处理程序的光分解机制是藉由紫外光或太阳光激发光触媒，使触媒产生电子与电洞，藉以氧化表面吸附的物质，进而将表面吸附的物质分解为小分子。以二氧化钛为例，二氧化钛吸收光产生电子及电洞，此电洞具有相当强的氧化能力，可以将吸附在二氧化钛表面的污染物分子直接氧化使其分解，或者将吸附于物质表面的水分子氧化为氢氧自由基。原本大分子的污染物，经由光触媒反应将大分子裂解，达到将污染物清除的目的。

光触媒被广泛地研究，并应用在环保、能源、杀菌、自我洁净等方面。TiO₂经发现照光后会分解水产生H₂及O₂，越来越多人投入TiO₂光催化性质相关的研究，并致力于各种可能的改质方法，以提高TiO₂光触媒的效果。

二氧化钛可以制作成粉体直接投入废水中，也可以涂布于基材表面，藉紫外光的照射加速分解水和空气中的有机物质，但是会面临如何回收粉体，及触媒的表面积能否完全接受到紫外光的照射等问题。为了改善这些问题，将二氧化钛做成薄膜，以提高二氧化钛的暴露面积增加光催化效果，这样不但能解决上述问题，同时更增加二氧化钛光触媒的用途。

一般使用的光触媒是圆球形的二氧化钛，当薄膜由二氧化钛圆球形组成时，其中间的空隙较大，且圆球形二氧化钛的光触媒活性较差。因此，研究如何增进光触媒薄膜的性能仍有需求。

发明内容

本发明的一目的，在于提供一种二氧化钛光触媒的结构，其中二氧化钛薄膜包含二氧化钛椭圆球形颗粒，二氧化钛颗粒为椭圆球形时，其中间的空隙较少，因此单位体积内二氧化钛的量增加，可提升整体去污和自洁的功效。

为了达成上述的目的，本发明提供一种二氧化钛光触媒的结构，包含一载体及形成在载体上的光触媒薄膜，例如二氧化钛薄膜，其中该二氧化钛薄膜包含二氧化钛椭圆球形颗粒。藉由以上使用二氧化钛椭圆球形颗粒，确实可增进光触媒薄膜的性能。

相较于传统使用的二氧化钛光触媒圆球形颗粒，本发明用于形成光触媒薄膜的二氧化钛椭圆球形颗粒与颗粒之间的空隙较少，因此单位体积内二氧化钛的量增加，可提升整体去污和自洁的功效。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1  本发明二氧化钛光触媒的结构的剖视示意图；及

图2  本发明二氧化钛薄膜的结构示意图。

其中，附图标记

1载体

2光触媒薄膜

22二氧化钛椭圆球形颗粒

具体实施方式

有关本发明的详细说明及技术内容，配合附图说明如下，然而所附的附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

请参考图1和图2，图1为本发明二氧化钛光触媒的结构的剖视示意图。图2为本发明二氧化钛薄膜的结构示意图。如图1和图2所示，本发明二氧化钛光触媒的结构，包含一载体1及形成在载体1上的光触媒薄膜2例如二氧化钛薄膜，其中光触媒薄膜2包含二氧化钛椭圆球形颗粒22。此光触媒薄膜2厚度小于1毫米，且此二氧化钛具有锐钛矿结构，此二氧化钛椭圆球形颗粒的长轴为10至15纳米，短轴为3至6纳米，此二氧化钛椭圆球形颗粒比现有技术所使用的二氧化钛圆球形颗粒的活性高。载体1可为玻璃、石材、磁砖或透明的塑胶材料。二氧化钛颗粒为椭圆球形时，其中间的空隙较少，因此单位体积内二氧化钛的量增加，而且二氧化钛为椭圆球形颗粒时，其光触媒活性会增加。此二氧化钛椭圆球形颗粒22比现有技术所使用的圆球形二氧化钛的活性高，此二氧化钛薄膜在载体上具有超亲水性，并具有强的去污与自洁的功效。以日光灯、紫外光灯或太阳光照射此二氧化钛薄膜时，具有高的活性。