光催化劑粉末及其製造方法
2023-09-18 09:10:05 1
專利名稱:光催化劑粉末及其製造方法
技術領域:
本公開內容的實施方式涉及具有出色的反應效率的光催化劑(photocatalyst)粉末、以及其製造方法。
背景技術:
光催化劑是指任何通過吸收光而產生催化作用的物質,例如,作為典型的光催化活性物質,包括二氧化鈦(TiO2)、氧化鋅(ZnO)、和硫化鎘(CdS)。光催化劑自身未被光所改變。然而,由於光催化劑在其表面上呈現出強的氧化能力,光催化劑能夠使有害物質例如有機化合物或細菌分解。光催化劑的主要功能包括:除去大氣中的環境汙染物質例如氮氧化物(NOx)或硫氧化合物(SOx)的功能,使與光催化劑接觸的細菌分解的抗菌和滅菌功能,使氨或甲醛分解的空氣淨化和除味功能,以及使作為水中汙染物質的有機氯化物化合物分解的水淨化功倉泛。光催化劑物質具備具有細粒子的粉末形狀。光催化劑然後通過與另外的物質例如載體或粘結劑結合而被加工為團簇(cluster)形狀。然而,當將光催化劑粒子與粘結劑結合時,發生比表面積的降低、光被粘結劑漫反射、以及孔分布的減少,從而,光催化劑的效率可因此降低。
發明內容
因此,一個方面是提供:光催化劑粉末,通過在不使用粘結劑的情況下對光催化劑粒子進行粘結,所述光催化劑粉末能夠提供沒有比表面積的降低、具有改善的孔和出色的光吸收率的光催化劑;以及其製造方法。另外的方面將在以下描述中部分地闡明,並且部分地將由所述描述明晰,或者可通過本公開內容的實踐而獲知。根據一個方面,製造光催化劑粉末的方法如下。通過將光催化劑物質納米粒子經由擠出而成型為一定形狀,可形成初始的光催化劑粉末。通過將所述初始的光催化劑粉末注入到預定的分裂(splitting)溶液中,可使所述初始的光催化劑粉末分裂成多個光催化劑粉末,所述初始的光催化劑粉末通過所述預定的分裂溶液而分裂成所述多個光催化劑粉末。所述方法可進一步包括將所分裂的光催化劑粉末在預定溫度和預定壓力下煅燒(calcine)。所述方法可進一步包括將經煅燒的光催化劑粉末在預定溫度和預定壓力下燒結(sinter)。所述預定的分裂溶液可為無定形物溶液(不定形溶液,amorphous solution)或膠體溶液(colloidal solution)。所述預定的分裂溶液可為具有與所述光催化劑物質相同的物質的無定形物溶液。所述光催化劑物質可為選自如下的至少一種:二氧化鈦(Ti02)、氧化鋅(ZnO)At化鎘(CdS)、鈦酸鋇(BaTiO3)、二氧化鋯(ZrO2)、氧化鎢(WO3)、鈮酸鉀晶體(KNbO3)、和鈦酸鍶(SrTiO3)。在光催化劑物質納米粒子經由擠出的成型中,可將粘結劑物質加入到所述光催化劑物質納米粒子中。所述預定的分裂溶液可為具有陽離子或陰離子摻雜物質的摻雜溶液。根據另一方面,具有成簇的(clustered)光催化劑物質納米粒子的光催化劑粉末特徵如下。所述光催化劑物質可為選自如下的至少一種:二氧化鈦(TiO2)、氧化鋅(ZnO)、硫化鎘(CdS)、鈦酸鋇(BaTiO3)、二氧化鋯(ZrO2)、氧化鎢(WO3)、鈮酸鉀晶體(KNbO3)、和鈦酸銀(SrTiO3)。所述光催化劑物質納米粒子可通過其內聚力(粘聚力,cohesiveness)而成簇。所述光催化劑粉末可包括具有在所述光催化劑粉末的內部成簇的粘結劑物質粒子的粉末。所述光催化劑粉末可用陽離子或陰離子摻雜。所述光催化劑粉末可具有在其表面處由與所述光催化劑物質相同的物質形成的阻隔物(barrier)。根據另一方面,通過將光催化劑物質納米粒子經由擠出成型而成型為一定形狀,可形成初始的光催化劑粉末。可將所述初始的光催化劑粉末注入到預定的分裂溶液中。所述預定的分裂溶液可為無定形物溶液或膠體溶液。所述預定的分裂溶液可為具有與所述光催化劑物質相同的物質的無定形物溶液。所述光催化劑物質可為選自如下的至少一種:二氧化鈦(TiO2)、氧化鋅(ZnO)、硫化鎘(CdS)、鈦酸鋇(BaTiO3)、二氧化鋯(ZrO2)、氧化鎢(WO3)、鈮酸鉀晶體(KNbO3)、和鈦酸鍶(SrTiO3)。如上所述,光催化劑粉末以及其製造方法使光催化劑粒子粘結而沒有比表面積的降低,使得可防止光催化劑的效率降低,同時,由於孔分布改變,增強了汙染物質的吸附性能,並且同時,由於通過不使用粘結劑使光的漫射減少,對於光催化劑的內部,光反應的誘發(induction)可為可能的。因此,通過固定光催化劑粒子,防止了散射現象,同時保持了光催化劑的出色性倉泛。
由結合附圖考慮的實施方式的以下描述,這些和/或其它方面將變得明晰和更容易理解,其中:圖1為說明通過SEM測量的具有通過粘結劑結合的二氧化鈦(TiO2)粒子的光催化劑粉末的表面的照片。圖2A和2B顯示對圖1中所示的光催化劑粉末的表面成分進行分析的圖和分析表。圖3顯示通過粘結劑結合的光催化劑粉末的比表面積圖。圖4為通過粘結劑結合的光催化劑粉末的吸附/解吸圖。圖5為通過粘結劑結合的光催化劑粉末的孔分布。
圖6為根據一個實施方式的光催化劑粉末的製造方法的流程圖。圖7為示意性地顯示在圖6中所說明的流程圖的各個階段的圖。圖8為顯示在使用陽離子作為摻雜物質的情況下的帶隙的變化的圖。圖9為顯示在使用陰離子作為摻雜物質的情況下的帶隙的變化的圖。圖1OA為顯示通過使用SEM拍攝的根據一個實施方式的一個光催化劑粉末即光催化劑大(mega)團簇的圖。圖1OB為顯不放大的和拍攝的根據一個實施方式的一個光催化劑粉末的表面的圖。圖1lA和IlB顯不根據一個實施方式的光催化劑粉末的表面成分的分析結果。圖12A為對根據一個實施方式的光催化劑粉末的尺寸進行分析的圖,和圖12B為顯不根據一個實施方式的光催化劑粉末的形狀分布的圖。圖13為顯示根據一個實施方式的光催化劑粉末的比表面積的圖。圖14為顯示根據一個實施方式的光催化劑粉末的氮氣吸附/解吸特性的圖。圖15為顯示根據一個實施方式的光催化劑粉末的孔分布的圖。圖16為將根據一個實施方式的光催化劑粉末的紫外線吸收率與常規的通過粘結劑結合的光催化劑粉末的紫外線吸收率進行比較的圖。圖17為將根據一個實施方式不具有供使用的粘結劑的光催化劑粉末除去汙染物質的性能與常規的使用粘結劑結合的光催化劑粉末除去汙染物質的性能進行比較的表。
具體實施例方式現在將詳細介紹實施方式,其實例示於附圖中,其中相同的附圖標記始終是指相同的元件。圖1為說明通過SEM測量的具有通過粘結劑結合的二氧化鈦(TiO2)粒子的光催化劑粉末的表面的照片,並且圖2A和2B顯示對圖1中所示的光催化劑粉末的表面成分進行分析的圖和分析表。雖然二氧化鈦粒子為各自具有以nm為單位的直徑的納米粒子,但是作為粘結劑使用的矽Si具有比二氧化鈦粒子大的直徑。如圖1中所示,光催化劑粉末具有彼此結合的矽和二氧化鈦粒子,矽位於二氧化鈦粒子之間同時佔據大的面積,並且因此孔不是均勻分布的且未明顯地顯示出不平整度(roughness)。因此,通過粘結劑結合的光催化劑粉末具有較低的孔隙率和具有不足的不平整度,並且結果,顯示出隨著比表面積的降低而更低的反應性。圖2A為對通過粘結劑結合的光催化劑粉末的表面成分進行分析的圖。圖2B為對分析圖進行總結的表。如圖2A和2B上所示,當對具有結合的矽粘結劑和二氧化鈦粒子的光催化劑粉末的表面成分進行分析時,矽粒子為約59.71重量%且二氧化鈦粒子為約40.29重量%,同時,矽粒子為約71.65原子%且二氧化鈦粒子為約28.35原子%。根據圖2A和2B的分析結果,通過粘結劑結合的光催化劑粉末具有由粘結劑粒子而不是光催化劑粒子構成的其表面,並且將當光照射在這樣的光催化劑粉末上時,引起光的漫射,並且可不發生到光催化劑層內部的光照射。圖3顯示通過粘結劑結合的光催化劑粉末的比表面積圖。圖4為通過粘結劑結合的光催化劑粉末的吸附/解吸圖。圖5為通過粘結劑結合的光催化劑粉末的孔分布。如圖3上所示,雖然光催化劑納米粒子具有約200m2/g的高的比表面積,但是通過粘結劑結合的光催化劑粉末具有約0.15m2/g的低的比表面積。即,當光催化劑納米粒子通過粘結劑結合時,發生比表面積的快速降低。這樣的結果與之前在圖1和2上描述的相同。當汙染物質與光催化劑表面接觸時,發生光催化劑將汙染物質分解或除去,並且因此,比表面積的降低帶來光催化劑的效率降低。在圖4的圖中的上面的曲線表示通過粘結劑結合的光催化劑粉末的氮氣(N2)解吸特性,和在圖4的圖中的下面的曲線表示通過粘結劑結合的光催化劑粉末的氮氣(N2)吸附特性。參照圖4,通過粘結劑結合的光催化劑粉末顯示出氮氣結合模式(pattern),因為被吸附的氮氣未完全解吸。因此,在作為大氣中的汙染物質的氮氣被吸附在光催化劑粉末處之後,一些所吸附的氮氣殘留在光催化劑粉末中,且殘留在光催化劑粉末中的所述一些氮氣可帶來光催化劑的效率降低。參照圖5,通過粘結劑結合的光催化劑粉末具有孔的有限分布,並且特別地,未產生大孔/中孔(介孔,meso-pore)形狀的孔。為了增強光催化劑粉末的活化,需要均勻的孔分布,並且特別地,通過產生大孔/中孔尺寸(位置,site)的孔來保證反應面積是有利的。然而,如圖5中所示,通過粘結劑結合的光催化劑粉末不具有均勻分布的孔,並且因此,其效率降低。如圖1-5上所示,在光催化劑納米粒子通過粘結劑結合的情況下,可存在光的漫射、比表面積的降低、孔的有限分布、以及不穩定的氮氣吸附/解吸特性,從而,作為結果,降低了光催化劑的效率。因此,根據一個實施方式,提供僅具有在沒有另外的粘結劑的情況下結合的光催化劑納米粒子的光催化劑粉末。下文中,將描述根據一個實施方式的光催化劑粉末的特性和製造方法。根據一個實施方式的光催化劑粉末具有通過自內聚力而不使用另外的粘結劑成簇的光催化劑納米粒子,並且形成大團簇形狀。首先,將描述根據本公開內容的一個實施方式的光催化劑粉末的製造方法,隨後將描述其特性。圖6為根據一個實施方式的光催化劑粉末的製造方法的流程圖。圖7為示意性地顯示在圖6中所說明的流程圖的各個階段的圖。參照圖6-7,首先,製造初始的光催化劑粉末,通過將納米單位的二氧化鈦粒子在高溫和高壓下壓縮,所述初始的光催化劑粉末具有一定的形狀(210)。此處,所述初始的光催化劑粉末指的是通過擠出成型而製造的、在經歷分裂過程(其將在下文中描述)之前的粉末。所述初始的光催化劑粉末的製造可使用擠出成型方法,所述擠出成型方法產生具有如下中的任一種形狀的初始的光催化劑粉末:球形形狀、橢圓形狀、圓柱體形狀、或者長方體形狀。所述初始的光催化劑粉末具有在沒有另外的粘結劑的情況下成簇的許多數目的二氧化鈦粒子,並且因此所述初始的光催化劑粉末容易被破碎,並且還發生粒子的剝離。然而,在擠出成型期間,加入粘結劑物質是可能的,並且如果在製造初始的光催化劑粉末時加入粘結劑物質之後,完成了煅燒過程和燒結過程(這兩者均將在下文中描述),則產生大團簇形狀的光催化劑粉末,其中在其內部存在粘結劑物質的團簇,並且二氧化鈦粒子包圍所述粘結劑物質的團簇。然後,將所製造的初始的光催化劑粉末注入到預定的分裂溶液中(220)。隨著所述初始的光催化劑粉末被注入到所述預定的分裂溶液中,所述溶液滲入到以弱方式結合的所述初始的光催化劑粉末的孔之間,並且所述初始的光催化劑粉末通過膨脹(expansion)而被分裂成具有更小尺寸的團簇。因此,所述初始的光催化劑粉末通過溶脹(swelling)或膨脹(bulking)而被分裂為光催化劑粉末,並且所述分裂溶液為溶脹溶液或膨脹溶液。分裂的團簇可稱為大團簇,並且這樣的經分裂的團簇變成完成的光催化劑粉末。取決於分裂溶液的類型,決定了經分裂的團簇的特性,即光催化劑粉末的特性。取決於所述溶液是無定形物溶液還是膠體溶液,所述光催化劑粉末的物理性質受到影響,並且因此,根據所述光催化劑粉末的用途來確定所述初始的光催化劑粉末將被注入其中的所述分裂溶液。作為一個實施方式,在使用無定形物質或者膠體物質作為分裂溶液的情況下,在經分裂的團簇周圍形成獨特的阻隔物。因此,防止了光催化劑粉末的粒子剝離,並且增強了光催化劑粉末的物理強度。這樣的阻隔物僅形成於光催化劑粉末的表面,並且因此,所述阻隔物對孔分布沒有影響,並且未大幅度地降低光催化劑的效率。此外,作為所述分裂溶液,可使用具有可見光感應(inducing)物質例如K、Mn或Na的溶液以增強經分裂的光催化劑粉末的反應性。在使用無定形(不定形)二氧化鈦溶液作為分裂溶液的情況下,由於溶液中的二氧化鈦在光催化劑粉末處形成阻隔物,具有出色的透光(light-penetrating)能力的二氧化鈦未引起光的漫射,而是提高光吸收率,並且因此,對於光催化劑粉末的內部,引起光反應可為可能的。此外,由於形成阻隔物的物質與形成光催化劑的物質是相同的二氧化鈦,因此,未發生在通過另外的粘結劑結合的情況下出現的困難。在該實施方式中,使用二氧化鈦作為光催化劑物質,但是本公開內容不限於此。本公開內容的實施方式中使用的光催化劑物質可不限於任何類型,並且可使用氧化鋅(ZnO)、硫化鎘(CdS)、鈦酸鋇(BaTiO3)、二氧化鋯(ZrO2)、氧化鎢(WO3)、鈮酸鉀晶體(KNbO3)、或鈦酸鍶(SrTiO3)。因此,如果使用具有與形成所述初始的光催化劑粉末的光催化劑物質相同的物質的無定形物溶液將所述初始的光催化劑粉末分裂為大團簇,則經分裂的光催化劑粉末在其表面處具有擁有與經分裂的光催化劑粉末相同的物質的阻隔物,並且因此,物理強度的增強以及防止粒子的剝離可為可能的,同時,可防止在通過另外的粘結劑結合時可能出現的困難。由於經擠出成型的所述初始的光催化劑粉末由nm單位的二氧化鈦構成,因此所述初始的光催化劑粉末具有擁有人尺度和nm尺度的孔。這樣的孔起到通道作用,並且在使用含有摻雜物質的溶液作為分裂過程中使用的預定溶液的情況下,所述摻雜溶液通過所述通道進入二氧化鈦納米粒子之間,並且各摻雜溶液中所包含的離子被安置在二氧化鈦納米粒子的周圍。即,所述離子被摻雜在二氧化鈦粉末處。圖8為顯示在使用陽離子作為摻雜物質的情況下的帶隙的變化的圖。圖9為顯示在使用陰離子作為摻雜物質的情況下的帶隙的變化的圖。當將二氧化鈦粉末用陽離子特別是用過渡金屬陽離子摻雜時,所述金屬離子捕捉電子並且使電子-空穴的複合延遲,從而提高反應活性。
詳細地,在使用過渡金屬陽離子例如Fe和Cr作為摻雜物質的情況下,當Cr取代鈦的位置時,通過Cr的摻雜效應在二氧化鈦的帶隙之間在導帶附近產生了能隙態(gapstate),並且因此二氧化鈦的帶隙減小。在Fe取代鈦的情況下,通過Fe的摻雜而導致的能隙態位於價帶附近,並且因此,帶隙減小。參照圖8,在二氧化鈦未被摻雜而處於銳鈦礦相的情況下,帶隙的值略大,為約
2.4eV,並且因此,二氧化鈦僅對於紫外線有反應。然而,當摻雜陽離子例如Cr或Fe時,通過所摻雜的金屬離子的d態,顯示出能隙態,並且顯示出帶隙減小的效果。此外,如圖9上所示,在當在二氧化鈦處摻雜陰離子例如C、N和S時的情況下,可獲得使二氧化鈦的帶隙減小的效果,並且因此,僅可吸收紫外線的二氧化鈦可為能夠吸收可見光的。在當光催化劑粉末在液體中使用時的情況下,需要內部粒子之間的內聚力是強的,但是在當光催化劑粉末在空氣中使用時的情況下,不要求強的內聚力。因此,可使用蒸餾水作為在所述初始的光催化劑粉末的分裂過程使用的預定溶液。當將所述初始的光催化劑粉末注入到蒸餾水中時,蒸餾水浸潤(smear)到所述初始的光催化劑粉末的內部結構中,然後,將所述初始的光催化劑粉末分裂為許多大團簇,但是在所述大團簇的周圍未形成阻隔物。再次參照圖6-7,通過將以分裂的大團簇的形狀提供的光催化劑粉末在特定溫度下煅燒而除去不相干的(foreign)物質(230)。煅燒溫度可設置為約低於500°C。作為一個實施方式,將光催化劑粉末置於具有350°C _450°C的溫度的煅燒爐中以除去不相干的物質。此時,將溫度的上升速度控制為約低於2°C /分鐘,使得防止出現由所述不相干的物質的快速蒸發而導致的分裂現象。此外,由於通過將已經完成了煅燒過程的光催化劑粉末進行燒結可增強光催化劑粉末的機械強度,因此,作為一個實施方式,可將光催化劑粉末在600°C _900°C的溫度下加熱超過約30分鐘,使得可發生粉末粒子之間的粘結,從而導致凝結(coagulation)。所完成的光催化劑粉末可根據所述光催化劑粉末的用途而以各種方法固定,並且作為一個實施方式,在將粘結物質施加在用於固定所述光催化劑粉末的過濾器載體的表面上之後,將具有大團簇形狀的光催化劑粉末施加在所述粘結物質的上面以進行固定,使得可製得光催化劑過濾器(240)。作為在分裂過程中摻雜離子的另一實施方式,可考慮將通過擠出而成型的初始的光催化劑粉末注入到含有粘結劑物質和離子型物質的分裂溶液中的方法。所注入的光催化劑粉末被分裂成預定尺寸的大團簇。具有相對較大尺寸的粘結劑物質結合至所述大團簇的表面以及結合至所述中孔(中(meso)位置)、大孔(大(macro)位置)中的一些,並且具有較小尺寸的離子型物質在大部分地滲入到中孔(中位置)、大孔(大位置)、納米孔(納米位置)之後摻雜在二氧化鈦粒子的表面。圖10A和10B顯示通過SEM測量的根據一個實施方式的光催化劑粉末。圖1lA和IlB顯不根據一個實施方式的光催化劑粉末的表面成分的分析結果。在圖10-11的實施方式中,使用二氧化鈦粒子作為光催化劑粉末的粒子。圖10A為顯示通過使用SEM拍攝的根據一個實施方式的一個光催化劑粉末即光催化劑大團簇的圖。圖10B為顯示放大的和拍攝的根據一個實施方式的一個光催化劑粉末的表面的圖。參照圖10A,根據一個實施方式的光催化劑粉末可以球的形狀製造,並且具有球的形狀的光催化劑粉末具有高的比表面積。此外,通過參照圖10B,根據一個實施方式的光催化劑粉末具有分布在其表面上的二氧化鈦粒子,同時二氧化鈦粒子形成孔,並且因此根據一個實施方式的光催化劑粉末在其表面上具有不平整度,並且結果,增加了與汙染物質接觸的接觸表面,從而增強了其反應性。此外,通過參照圖11,根據一個實施方式的光催化劑粉末的表面成分僅由二氧化鈦構成,並且因此,未出現由粘結劑物質例如矽引起的光的漫射,而光吸收率提高。圖12A為對根據一個實施方式的光催化劑粉末的尺寸進行分析的圖,和圖12B為顯不根據一個實施方式的光催化劑粉末的形狀分布的圖。參照圖12A和12B,根據一個實施方式的光催化劑粉末的尺寸和形狀可極大地變化。即,可根據用戶的意圖來控制光催化劑粉末的尺寸和形狀。因此,取決於光催化劑過濾器的用途,可製造具有對於光催化劑過濾器的用途而言適當的尺寸和形狀的光催化劑粉末。圖13為顯示根據一個實施方式的光催化劑粉末的比表面積的圖。參照圖13,根據一個實施方式的在沒有粘結劑物質情況下結合的具有大團簇形狀的光催化劑粉末具有與二氧化鈦納米粒子幾乎相同的比表面積。因此,未發生由於粉末的形成而引起的比表面積的降低,並且可防止反應效率的降低。圖14為顯示根據一個實施方式的光催化劑粉末的氮氣吸收/解吸特性的圖。參照圖14,與已經描述的圖4上的圖不同,根據一個實施方式的光催化劑粉末具有幾乎彼此一致的氮氣吸附特性和氮氣解吸特性。因此,吸附在光催化劑過濾器上的氮氣完全解析,而不具有其任何積聚的量,並且因此可防止由氮氣的積聚而引起的反應性的降低。圖15為顯示根據一個實施方式的光催化劑粉末的孔分布的圖。在前面的圖5的圖上,通過粘結劑結合的光催化劑粉末不具有均勻分布的孔,並且特別地,幾乎未產生中尺寸/大尺寸的孔(在中位置/大位置處的孔)。然而,參照圖15,根據一個實施方式的光催化劑粉末具有即使在中尺寸/大尺寸(中位置/大位置)處也是均勻分布的孔。因此,根據一個實施方式的光催化劑粉末可均勻地與具有各種粒子尺寸的汙染物質反應。圖16為將根據一個實施方式的光催化劑粉末的紫外線吸收率與常規的通過粘結劑結合的光催化劑粉末的紫外線吸收率進行比較的圖。參照圖16,在具有280nm-340nm波長的紫外線範圍內,根據一個實施方式的光催化劑粉末(本實施方式)的紫外線吸收率是更出色的。如已經描述的圖1上所示,對於具有結合到其上的粘結劑的光催化劑粉末(對比例),由粘結劑物質引起的光的漫射妨礙了光的吸收,而對於根據一個實施方式的光催化劑粉末,特別地,所述二氧化鈦粉末具有出色的透光率,並且因此光的吸收活躍地進行。圖17為將根據一個實施方式使用的不具有粘結劑的光催化劑粉末除去汙染物質的性能與常規的使用粘結劑結合的光催化劑粉末除去汙染物質的性能進行比較的表。參照圖17,根據本公開內容的一個實施方式的光催化劑粉末(本實施方式),通過將CH3CHO除去約52.7%、將CH3COOH除去約100%、和將NH3除去約94.3%而顯示出約74.9%的除去汙染物質的平均性能。與之形成對照,通過粘結劑結合的光催化劑粉末(對比例),通過將CH3CHO除去約10.0%、將CH3COOH除去約62%、和將NH3除去約34%而顯示出約35.3%的除去汙染物質的平均性能,並且因此發現,根據一個實施方式的在不使用粘結劑的情況下結合的光催化劑粉末具有出色得多的性能。雖然已經顯示和描述了一些實施方式,然而本領域技術人員將理解,在這些實施方式中可進行變化而不脫離本公開內容的原理和精神,本公開內容的範圍在權利要求及其等同物中限定。
權利要求
1.製造光催化劑粉末的方法,包括: 通過將光催化劑物質納米粒子經由擠出而成型為一定形狀,形成初始的光催化劑粉末;和 通過將所述初始的光催化劑粉末注入到預定的分裂溶液中而將所述初始的光催化劑粉末分裂為多個光催化劑粉末,所述初始的光催化劑粉末通過所述預定的分裂溶液分裂為所述多個光催化劑粉末。
2.權利要求1的方法,進一步包括: 將經分裂的光催化劑粉末在預定溫度和預定壓力下煅燒;和 將經煅燒的光催化劑粉末在預定溫度和 預定壓力下燒結。
3.權利要求1的方法,其中: 所述預定的分裂溶液為選自包括如下的組中的至少一種:無定形物溶液、膠體溶液、蒸餾水和具有可見光感應物質的溶液,所述可見光感應物質為選自包括K、Mn和Na的組中的至少一種。
4.權利要求1的方法,其中: 所述預定的分裂溶液包括具有與所述光催化劑物質相同的物質的無定形物溶液。
5.權利要求1的方法,其中: 所述光催化劑物質為選自包括如下的組中的至少一種:二氧化鈦(T i O2)、氧化鋅(ZnO)、硫化鎘(CdS)、鈦酸鋇(BaTiO3)、二氧化鋯(ZrO2)、氧化鎢(WO3)、鈮酸鉀晶體(KNbO3)、和鈦酸鍶(SrTiO3)。
6.權利要求1的方法,其中: 在光催化劑物質納米粒子經由擠出的成型中,將粘結劑物質加入到所述光催化劑物質納米粒子中。
7.權利要求1的方法,其中: 所述預定的分裂溶液為具有陽離子或陰離子摻雜物質的摻雜溶液。
8.光催化劑粉末,其具有成簇的光催化劑物質納米粒子,其中: 所述光催化劑物質為選自包括如下的組中的至少一種:二氧化鈦(TiO2)、氧化鋅(ZnO)、硫化鎘(CdS)、鈦酸鋇(BaTiO3)、二氧化鋯(ZrO2)、氧化鎢(WO3)、鈮酸鉀晶體(KNbO3)、和鈦酸鍶(SrTiO3);和 所述光催化劑物質納米粒子通過其內聚力而成簇。
9.權利要求8的光催化劑粉末,其中: 所述光催化劑粉末包括具有在所述光催化劑粉末的內部成簇的粘結劑物質粒子的粉末。
10.權利要求8的光催化劑粉末,其中: 所述光催化劑粉末用陽離子或陰離子摻雜。
11.權利要求8的光催化劑粉末,其中: 所述光催化劑粉末具有在其表面處由與所述光催化劑物質相同的物質形成的阻隔物。
12.光催化劑粉末,其通過包括如下的方法形成: 通過將光催化劑物質納米粒子經由擠出成型而成型為一定形狀,形成初始的光催化劑粉末;和將所述初始的光催化劑粉末注入到預定的分裂溶液中。
13.權利要求12的光催化劑粉末,其中: 所述預定的分裂溶液為選自包括如下的組中的至少一種:無定形物溶液、膠體溶液、蒸餾水和具有可見光感應物質的溶液,所述可見光感應物質為選自包括K、Mn和Na的組中的至少一種。
14.權利要求12的光催化劑粉末,其中: 所述預定的分裂溶液包括具有與所述光催化劑物質相同的物質的無定形物溶液。
15.權利要求12的光催化劑粉末,其中: 所述光催化劑物質為選自包括如下的組中的至少一種:二氧化鈦(TiO2)、氧化鋅(ZnO)、硫化鎘(CdS)、鈦酸鋇(BaTiO3)、二氧化鋯(ZrO2)、氧化鎢(WO3)、鈮酸鉀晶體(KNbO3)、和鈦酸 鍶(SrTiO3)。
全文摘要
本文中公開了光催化劑粉末及其製造方法,並且通過使光催化劑粒子結合而不降低比表面積,幾乎沒有比表面積的降低,同時產生孔,並且對於光的吸收率是出色的,所述製造光催化劑粉末的方法包括通過將光催化劑物質納米粒子經由擠出而成型為一定形狀,形成初始的光催化劑粉末;和通過將所述初始的光催化劑粉末注入到預定的分裂溶液中而將所述初始的光催化劑粉末分裂為多個光催化劑粉末,所述初始的光催化劑粉末通過所述預定的分裂溶液分裂為所述多個光催化劑粉末。
文檔編號B01J23/20GK103182326SQ20121059302
公開日2013年7月3日 申請日期2012年12月31日 優先權日2011年12月29日
發明者金智勇, 樸來垠 申請人:三星電子株式會社