[发明专利]用于无粘合剂地施涂光催化涂层的方法以及涂层的用途

说明书

本发明涉及一种用于将基于二氧化钛的光催化涂层无粘合剂地施加到载体材料上的方法。本发明还涉及所述涂层的用途。根据本发明将具有载液的二氧化钛悬浮液作为细气溶胶喷雾到热载体上，使得载液快速蒸发并且二氧化钛悬浮液快速烧结在载体材料上，其中使用水作为载液，其中所述载体材料在喷雾期间具有150‑250℃的温度。由此产生多孔的并且同时稳定的层用于催化剂用于有效并快速分解有害物质。

本发明涉及一种用于将基于二氧化钛的光催化涂层无粘合剂地施涂到载体材料上的方法。

此外本发明涉及涂层的用途。

基于二氧化钛的光催化涂层对于多种技术应用领域具有重大的经济意义。重要的应用领域例如为制造住宅建筑中的玻璃和玻璃元件上的涂层或者汽车工业的制品用于在不同的载体材料的情况下生产超疏水性层。在制备具有高浓度二氧化钛的高活性光催化层的情况下不利的是，涂层缺乏机械稳定性。

对于二氧化钛涂层，已知的是施涂二氧化钛在挥发性溶剂例如甲醇中的悬浮液，并且随后在高温环境中烧结所述层。然而在该方法中仅可以产生具有低耐磨强度的机械不稳定的层，由此大大限制了使用领域并且必须定期更新涂层。

例如，由K.Amini，“Manufacturing dye-sensitized solar cells”已知一种涂层方法，其中将二氧化钛悬浮液作为涂层喷雾到太阳能电池上并且烧结。

为了生产持久并稳定的层的已知方法在于混入粘合剂例如水玻璃或硅氧烷。在此，不利的是，二氧化钛颗粒被所使用的粘合剂包裹并且由此光催化的涂层仅有限地起效。

此外，根据DE 10 2014 100 385 A1已知用于沉积基材的功能层的等离子体涂层方法和用于实施所述方法的装置。在此，使用大气等离子体，以及惰性载气，从而，一方面可以带来非常高的能量来在涂层材料中启动化学反应，另一方面可实现在排除空气中的氧的情况下在等离子体中的可控的化学反应。用于形成功能层的涂层材料经由供料在排除氧的情况下直接输送到在喷嘴中产生的等离子体中。

由此，可以产生非常稳定的平坦平面，但是其具有低光催化活性，因为该表面具有非常低的孔隙度。

本发明的目的在于，改善开篇提及类型的方法。此外，本发明的目的在于改善开篇提及类型的用途。

该目的所涉及的方法根据本发明通过具有权利要求1中所提及的特征的方法解决。该目的所涉及的用途根据本发明通过权利要求9中所提及的特征解决。

本发明的有利实施方案是从属权利要求的主题。

用该方法将基于液体，优选水的二氧化钛悬浮液作为细溶胶喷雾到热载体上。在此，液体快速蒸发并且二氧化钛悬浮液的二氧化钛颗粒快速烧结到载体材料上。

用该方法生产的二氧化钛层在高表面质量的同时具有高表面均匀性。相比迄今所使用的方法，将实现有效得多的光催化效果并达到高机械稳定性，特别是提供高耐磨性。令人惊讶地证实，如此所获得的二氧化钛层不仅自身稳定，特别是不可擦拭，而且特别好地粘附在载体材料上。所产生的层具有高的孔隙度，从而待处理的物质可以深入所述材料中。用所述方法产生的二氧化钛层因此特别好地适合作为多孔的并且同时稳定的层用于催化剂，用该催化剂可实现有害物质有效并快速分解。

由于悬浮液不含粘合剂，因此，光催化活性的颗粒不被粘合剂包裹。由此，相比迄今所使用的方法，实现快速并温和的涂布。

该方法的特征在于一系列优点，包括：

-省略了用于烧结的分开的加工步骤。由此，还产生星状晶体(四方锐钛矿晶体，也称为八面石)转化为金红石(经常出现的由“氧化物和氢氧化物”的矿物类构成的矿物)减少。该矿物结晶为具有化学组成TiO₂的四方晶体体系，并且主要发展短棱镜至长棱镜、垂直带条晶体并且非常经常的以多合成、层状或环状的三胞、四胞和六胞形式的晶体双生体，以及颗粒至团块矿物-聚集体。

-光催化涂层的效率较高。