[发明专利]形成自净化表面的组合物与方法

说明书

发明领域

本发明的实施方案一般地涉及形成自净化表面的（self decontaminating）化学组合物与方法。在一些实施方案中，该化学组合物包括光催化剂。在一些实施方案中，光催化剂包括氧化钛部分。在一些实施方案中，该化学组合物以由二氧化钛部分形成的薄膜的静电沉积物形式施加。

发明背景

氧化钛(例如，TiO₂)是在油漆，纸张，塑料和牙膏中广泛使用的一种无毒物质。本领域已知可添加碱金属类氢氧化物到钛盐的水溶液中，产生无定形的过氧化钛凝胶。过氧化钛凝胶可与过氧化氢水溶液反应，产生无定形过氧化钛凝胶，然后将其加热到高温，获得锐钛矿二氧化钛。

目前制备含氧化钛的片材，涂层或薄膜的方法要求在高温(例如，200-400℃)下烧结氧化钛颗粒，以便氧化钛紧密地承载在基底上。使用这些现有技术的方法，氧化钛化合物沉积在基底上，然后在约200-400℃下烘烤，使该化合物固定地置于基底上。要求这种高温来固化(c ure)氧化钛限制了其功效，例如由零售商或用户使用二氧化钛来产生自净化表面。

因此，现有技术的进展是开发或使用新的氧化钛片材，涂层或薄膜沉积。

附图简述

结合附图，阅读下述详细说明，将更好地理解本发明，其中相同的参考标志符用于表示相同的元件，和其中

图1阐述了静电喷涂装置的一个实施方案；

图2A阐述了静电喷涂装置的另一实施方案；

图2B阐述了进一步含可氧化颜料源的图2A的静电喷涂装置；

图3是显示在玻璃表面上50微米处的原子力显微镜图像，其中使用申请人的组合物与方法，形成该涂层；和

图4是使用具有10X物镜的透射几何，显示在玻璃表面上的涂层的光学图像，其中使用申请人的组合物与方法，形成该涂层。

优选实施方案的详细说明

在优选的实施方案中，参考附图，以下述说明方式描述本发明，其中相同的数字表示相同或类似的元件。在整个说明书当中，提到“一个实施方案”，“一种实施方案”或类似的语言是指与该实施方案结合描述的特定的特征，结构或特性包括在本发明的至少一个实施方案中。因此，在整个说明书当中，措辞“在一个实施方案中”和类似语言的出现可以，但不必然全部是指相同的实施方案。

在一个或更多个实施方案中，本发明中所述的特征，结构或特性可以任何合适的方式结合。在下述说明中，引证许多具体的细节，以提供本发明实施方案的全面理解。然而，熟练相关领域的技术人员会意识到，可在没有一个或更多个具体细节的情况下，或者采用其他方法，组分，材料等的情况下实践本发明。在其他情况下，没有详细地显示或描述公知的结构，材料或操作，以避免模糊本发明的各方面。

在自然界中，二氧化钛以公知的矿物金红石，锐钛矿和板钛矿出现，和另外以两种高压形式，单斜的斜锆石-类形式和正交的α-PbO₂-类形式出现，这二者最近在巴伐利亚的Ries坑中发现。最常见的形式是金红石，它也是最稳定的形式。锐钛矿和板钛矿当加热时均转化成金红石。金红石,锐钛矿和板钛矿全部含有六个配位的钛。

二氧化钛具有许多改性形式-除了金红石,锐钛矿和板钛矿以外，还存在通过合成生产的三种亚稳形式(单斜晶，四角形和正交晶)，和高压形式(α-Pb0₂-类，斜锆石-类和氯铅矿-类)。

氧化-通过分子，原子或离子，损失电子或增加氧化态。具有氧化其他物质能力的物质据说是具有氧化性或者氧化的，且称为氧化剂。换种方式说，氧化剂从另一物质中除去电子，和因此自身被还原。和由于它“接受”电子，因此它也被称为电子受体。

在化学中，光催化是在催化剂存在下加速光反应。在催化的光解作用中，光被吸收基底吸收。在光生催化中，光催化剂的活性(PCA)取决于催化剂产生电子-空穴对的能力，这一能力生成能经历二级反应的自由基(羟基自由基：·ΟΗ)。自从发现借助二氧化钛，电解水以来，它的理解变得可能了。该方法的商业应用称为高级氧化方法(AOP)。存在实现AOP's的数种方法，这些方法可以，但不必然牵涉TiO₂或甚至使用紫外光。通常定义因子是产生并使用羟基自由基。