[发明专利]光催化涂层及其制备方法

说明书

本文描述了用光催化化合物涂覆基底的方法以及通过这些方法制备的光催化元件。

技术领域

一些实施方案涉及用于制备涂覆有含无机粘合剂的光催化膜的基底的方法。

相关技术的描述

由可见光活化的光催化剂(visible-light activated photocatalysts)可被部署用于自清洁、空气和水净化以及很多其它令人感兴趣的应用，并且通常在部署后不需要任何不可再生的能源消耗。这是因为，光催化剂能使用可获得的环境光(例如太阳光辐照或室内及室外照明)来分解污染物(例如染料、挥发性有机化合物和NO_x)。随着无UV的室内照明(例如LED和OLED)的预期快速普及，有用的是找到在室内应用(例如，在家庭、公共和商业空间(尤其密闭空间，例如飞机、公共建筑物等)清洁室内空气)中部署由可见光活化的光催化剂的方法。此外，用于抗菌表面和自清洁材料的其它一些应用可在餐饮服务、交通运输、医疗保健和酒店行业中具有广泛的适用性。

发明内容

在一些实施方案中，描述了一种用于制备光催化元件的方法。

一些实施方案包括制备光催化元件的方法，所述方法包括：用无机硅氧化物前体溶液对基底进行涂覆，所述无机硅氧化物前体溶液包含主要具有笼形(cage form)特征的硅倍半氧烷(silsesquioxane)和溶剂；在足以除去溶剂并保持硅倍半氧烷笼形特征的温度下对经涂覆的基底进行第一固化；用包含光催化材料的分散体系对所述经涂覆的基底进行涂覆，以形成经多次涂覆的基底；以及，在足以将所述光催化材料的至少一部分固定在所述经涂覆的基底的表面上的温度下对所述经多次涂覆的基底进行第二固化；其中，作为所述第一固化或所述第二固化的结果，所述硅倍半氧烷中的至少一些被转化以与所述基底产生二氧化硅界面。一些实施方案包括通过该方法制备的光催化元件。

一些实施方案包括光催化元件，所述光催化元件包括：基底；中间层，其包含硅倍半氧烷和二氧化硅；和光催化层，其包含光稳定性无机光催化剂；其中所述中间层设置在所述基底层与所述光催化层之间；并且所述中间层粘附于所述基底层和所述光催化层两者。

下面对这些及其他实施方案进行更详细的描述。

附图简述

图1是本文所述的方法的示意图。

图2是本文所述的实施方案的示意图。

图3是在玻璃基底上的实施方案(实施例1)的扫描电子显微镜(SEM)表面图像。

图4是显示在蓝光下本文所述的实施方案(实施例1、2、3、4和5)的挥发性有机化合物分解活性的图。

发明详述

如图1所示，本公开文本提供了一种用于制备光催化元件的方法(S10)。该方法包括用无机硅氧化物前体溶液对基底进行涂覆。无机硅氧化物前体溶液可包括具有笼形特征的硅倍半氧烷和溶剂(S12)。在足以除去溶剂但仍保持硅倍半氧烷笼形特征的温度下固化经涂覆的基底，同时转化至少一些前体溶液，以在经涂覆的基底的暴露表面上产生二氧化硅界面(S14)。该方法还包括用包含光催化材料的分散体系对所述经涂覆的基底进行涂覆(S16)。该方法还包括在足以将至少一部分光催化材料固定在经涂覆的基底的表面上的温度下对经多次涂覆的基底进行第二固化(S18)。

通过本文所述的方法制备的光催化元件可以包括基底、包含硅倍半氧烷和二氧化硅的中间层、和包含光稳定性无机光催化剂的光催化层。中间层可以设置在基底层与光催化层之间。此外，中间层可以粘附于基底层和光催化层两者。