[发明专利]用于增强二氧化钛（TiO2

说明书

提供了具有增强的光效率/光子效能的光催化体系，其包括涂覆在基底上的薄成核材料。成核材料增强随后沉积的光催化活性材料的晶格匹配。在需要去除指纹和其他残留物的应用中，这种光催化体系可以用作自清洁表面。在某些方面，成核材料包括氧化铝(Al₂O₃)，并且光催化材料包含沉积在成核材料上方的锐钛矿相二氧化钛(TiO₂)。该体系的光催化活性比其中光催化活性材料直接设置在基底上的比较光催化活性高大于或等于约50％。还提供了制备这种光催化体系的方法。

引言

本部分提供与本公开相关的背景信息，其不一定是现有技术。本公开涉及通过使用提供晶格匹配以促进具有增强的光催化活性的期望相的二氧化钛(TiO₂)(例如锐钛矿相TiO₂)的形成的成核层来增强TiO₂的光催化活性。还提供了制备具有增强的光催化活性的TiO₂的方法。

各种表面可能与皮肤接触，例如触摸屏、眼镜、窗户、相机镜头、电器、镜子等。当这种表面被动物触摸时，指纹油和/或其他有机残留物可能保持高度可见。因此，期望开发用于去除油残留物的这种表面的活性表面层。TiO₂可以用于通过从大气中吸收UV光和水以释放与油残留物反应并且分解油残留物的自由基来催化表面上的油或其他有机残留物的分解反应。期望增强催化反应以加速从这种表面分解和去除油和有机残留物。

发明内容

本部分提供了本公开的一般性概述，并不是其全部范围或其所有特征的全面公开内容。

在某些方面，本公开涉及可以包括涂覆在基底上的成核材料的光催化体系。成核材料包括金属氧化物化合物，其中金属选自由以下组成的组：铝、锆、铌、铈、钒、镧、钛、硅、铁、钴、镍、钼、钨及其组合。包括锐钛矿相二氧化钛(TiO₂)的光催化活性材料被沉积在成核材料上方。光催化活性比其中光催化活性材料直接设置在基底上的比较光催化活性高大于或等于约50％。

光催化体系还可以包括平均厚度小于或等于约10nm的成核材料。

光催化体系还可以包括选自由以下组成的组：氧化铝(Al₂O₃)、SrTiO₃ (STO)、LaAlO₃(LAO)、Y稳定的ZrO₂(YSZ)及其组合的成核材料。

光催化体系还可以包括包含氧化铝(Al₂O₃)的成核材料。在某些方面，氧化铝(Al₂O₃)包含θ-Al₂O₃相，该θ-Al₂O₃相具有晶格参数为a＝1.185nm、 b＝0.295nm且c＝0.562nm的单斜晶系空间群。

光催化体系还可以在成核材料和光催化活性材料之间具有小于或等于约12％的晶格失配。

光催化体系还可以包括具有按体积计大于或等于约50％的锐钛矿相的活性材料。

光催化体系还可以具有比其中活性材料直接设置在基底上的比较光催化活性高大于或等于约75％的光催化活性。

在其他方面，本公开提供了一种自清洁光催化体系，其包括基底、包含设置在基底上的厚度小于或等于约10nm的氧化铝(Al₂O₃)的成核涂层、以及含有包括沉积在成核涂层上方的锐钛矿相二氧化钛(TiO₂)的光催化活性材料的暴露表面。当存在水和紫外线辐射时，光催化活性材料促进在暴露表面上的任何油或有机残留物的分解反应。

自清洁光催化体系还可以具有比其中光催化活性材料直接设置在基底上的比较光催化活性高约50％的自清洁光催化体系的光催化活性。