[发明专利]陶瓷釉组合物

说明书

技术领域

本发明涉及陶瓷釉领域，更具体地讲，涉及尤其用于制造陶瓷涂层的具有光催化能力的陶瓷釉领域。具体地讲，所述涂层的特征在于包含半导体材料，尤其是TiO₂，这种材料在适合波长辐射下能够导致与其接触的氮氧化物的氧化。

发明背景

目前在大城市存在的主要污染问题之一源于向大气排放氮氧化物。氮氧化物(以后称为NOx)是由氮和氧组成的气体的混合物，其中由于较大毒理学作用，应提到一氧化氮和二氧化氮。

每年有超过30,000,000吨NOx由人类活动排入大气。NOx主要在可移动(小汽车、卡车、公交)和固定(焚烧炉或发电厂)两种源的燃烧过程中产生。一些特定化学工业(产生硝酸、尿酸等)也在较小程度产生。

氮氧化物(NOx)排入大气导致人群健康方面的各种问题，和对地球的负面环境影响。关于这一点，直接暴露于高于3ppm浓度的所述氧化物增加肺病的可能性，尤其在儿童和年长者中，并且对心脏病患者影响大。

类似地，NOx与未燃烧的烃反应成臭氧，臭氧是光化学烟雾的主要原因，在其它健康问题中，尤其引起眼刺激、咳嗽、头痛或呼吸问题。

除了对人和野生生物的负作用外，氮氧化物也造成林业危害，并且严重影响某些农作物和水果作物种类的生长。这些与硫氧化物一起成为造成酸雨的主要原因。另一方面，NOx，主要以NO₂和NO形式，是造成地球气候变化和全球变暧的气体，它的影响比CO₂更有害。具体地讲，已计算NOx比CO₂有害约310倍。

虽然以减少或消除所述污染物气体排放为目的研发了很多技术，然而仍需要设计更经济和有效的新方法，以达到法律制定的去污水平，而不危及目前的经济发展水平和从使用矿物燃料(如石油和天然气)得到的社会福利。

关于这一点，由本发明提出的解决方法基于提供一种具有光催化能力的新的陶瓷釉组合物，旨在用于制造能够随时间连续保持其光催化活性的陶瓷材料。

一些年来已知具有具备光催化性质的某些元素的有机化合物的处理能力。类似熟知一些化合物的光催化性质，如二氧化钛，由于是经济、安全和化学稳定的化合物，其已广泛使用。关于这一点，对于有机分子氧化可能使用TiO₂的首先已知研究由Teichner等开展(P.C. Gravelle, F. Juillet, P. Meriaudeau和S.J. Teichner, Discuss. Faraday Soc, 52, 140(1971)；M. Formenti, F. Juillet, P. Meriaudeau和S.J. Teichner, Chem Technol., 1.680(1971))。

然而，到目前为止进行的大部分研究集中在研究光降解机理和过程催化剂本身的性质。

尽管如此，也开展了用光催化处理低浓度NOx的可能性的研究，主要是在日本。因此，例如Ichiura等的著作集中在金属化合物改性二氧化钛片上NOx光催化氧化的研究(Ichiura, H., Kitaoka, T., Tanaka, H., Photocatalytic oxidation of NOx using composite sheets containing TiO₂ and a metal compound”(使用包含TiO₂和金属化合物的复合片光催化氧化NOx), Chemosphere 51, 855(2003))。类似地，Dalton等已研究用TiO₂作为光催化剂光催化降解大气的NOx(Dalton, J.S., Janes, P.A., Nicholson J.A., Hallam K.R., Allen, G.C., Photocatalytic oxidation of NOx gases using TiO₂: a surface spectroscopic approach(用TiO₂光催化氧化NOx气体：表面光谱方法), Environ. Pollut. 120, 415 (2002))。在文献中也可发现TiO₂用于避免在太阳照射下对建筑物的污染影响的著作(A. Fujishima, Taiyo Enerugi, 26(2), 2-6(2000))。