[发明专利]光催化陶瓷

权利要求书

1.用于生产抗菌光催化陶瓷的方法，其包括：

—制备可用的至少一种非晶态金属；

—制备可用的基于钙磷酸盐的仿生材料或生物材料；

—用所述至少一种非晶态金属将基于钙磷酸盐的所述仿生材料或所述生物材料功能化，从而获得功能化且取向的复合材料，其中取向的意为具有规则的晶体学排列；

—将所述功能化的复合材料添加至陶瓷混合物，和/或在陶瓷半成品上施加所述功能化的复合材料，其中陶瓷半成品意指烘烤之前的陶瓷材料；

—在600和1400℃之间、优选在900和1300℃之间的温度下烘烤持续从20至500分钟变化的时间，从而获得抗菌光催化陶瓷。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一种金属选自包含以下的组：过渡金属和后过渡金属。

3.根据权利要求1或2中一项所述的方法，其中所述至少一种金属选自包含以下的组：钛、锡、锌、锆、镉、钨，优选钛、锡。

4.根据权利要求1或2中一项所述的方法，其中所述非晶态金属选自包含以下的组：硫酸氧钛(IV)、四氯化钛、四异丙氧基钛、异丙氧基钛、氯氧化钛、SnCl₂、SnCl₄、Sn(NO₃)₂、SnSO₄、Sn(CH₃SO₃)₂。

5.根据权利要求1至4中一项所述的方法，其中所述仿生材料或生物材料优选选自包含以下的组：透钙磷石、三斜磷钙石、羟基磷灰石(HA)、(β/α)磷酸三钙(TCP)，并且在表面上缺少钙。

6.根据权利要求1至5中一项所述的方法，其中所述材料是仿生的并且是在7和14之间的pH、优选在pH 11下通过在剧烈搅拌下用磷酸逐滴中和氢氧化钙或醋酸钙或氯化钙或硝酸钙的悬浮液2-12小时而获得的纳米晶羟基磷灰石nHA。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述nHA具有在表面Ca/P之间范围为1.55-1.70、优选1.64的摩尔比。

8.根据权利要求1至7中一项所述的方法，其中通过将所述至少一种非晶态金属逐滴添加至在酸水解的情况(pH 1-6)下处于透钙磷石和/或三斜磷钙石形式或在碱性水解的情况(pH 7-14)下处于nHA或(β/α)TCP形式的钙磷酸盐的溶液来进行所述功能化。

9.根据权利要求1至8中一项所述的方法，其中使用掺杂的钛和/或掺杂的锡进行所述功能化，并且在悬浮液中逐滴添加所述非晶态Ti和/或Sn，所述悬浮液具有选自以下的一种或多种金属离子：Cu、Zn、Ag、Sr、Al、Sb、W、Mn、Sn、V、Cr、Zr、Mo、Pd。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述金属离子是溶剂化的。

11.根据权利要求1至10中一项所述的方法，其中所述取向的功能化复合材料与一个或多个上釉涂敷同时施加在陶瓷半成品上，或与在成形步骤之后施加的釉底料混合，或在一个或多个上釉涂敷之间施加，和/或在丝网印刷的工艺过程中施加，和/或在盐釉的工艺过程中施加。

12.抗菌光催化陶瓷材料，其包含基于钙磷酸盐的微晶仿生材料或生物材料，该微晶仿生材料或生物材料具有纳米结构化的分级结构，所述纳米结构化的分级结构有宏观腔和微观腔，在所述腔内处于具有类金红石结构的晶态形式的至少一种光催化剂选自金属氧和/或硫化物，所述金红石以有序方式排列，具有规则的晶体学排列。

13.根据权利要求12所述的抗菌光催化陶瓷材料，其中所述至少一种光催化剂选自TiO₂、SnO₂、ZnO、ZrO₂、CdS和/或WO₃。