專利名稱：氧化鈦薄膜的制造方法和光分解催化劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在基體材料表面形成氧化鈦薄膜的方法，更詳細(xì)地涉及用液相析出法形成氧化鈦薄膜的方法。本發(fā)明進(jìn)一步涉及由這樣制造的氧化鈦薄膜構(gòu)成的光分解催化劑。
通過光照射氧化鈦產(chǎn)生具有120千卡/摩爾的相當(dāng)大能量的OH基。這種能量比有機(jī)化合物的C-C鍵、C-H鍵、C-N鍵、C-O鍵、O-H鍵和N-H鍵的各結(jié)合能大并能很容易地分解這些鍵。由于這種作用，能很容易地分解有機(jī)物，將氧化鈦用作光分解反應(yīng)的催化劑，可用于各種有機(jī)物的分解反應(yīng)，例如溶解于水中或懸浮在空氣中的有害物質(zhì)和臭氣物質(zhì)的分解，殺菌等，因而被實際應(yīng)用于環(huán)境凈化、防疫等。
通過在像玻璃、瓦等陶瓷和無機(jī)纖維那樣的基體材料表面形成氧化鈦薄膜可有效地作為這樣的催化劑利用。另一方面，在像玻璃那樣的透光性物質(zhì)表面形成的氧化鈦薄膜，利用其折射率高，化學(xué)穩(wěn)定的事實，除用于像光學(xué)透鏡的涂層那樣的光學(xué)用途和紅外線反射玻璃外，還期望作為能低成本太陽能發(fā)電的太陽能電池。
作為在基體材料表面上形成氧化鈦薄膜的方法有CVD、離子鍍、濺射等方法。但是，用這些方法除了必需特別高價的裝置外，形成大面積基體材料薄膜和復(fù)雜形狀基體材料表面均勻薄膜是困難的。
進(jìn)一步，將如四乙基鈦酸鹽、四正丙基鈦酸鹽、四異丙基鈦酸鹽、四正丁基鈦酸鹽的鈦醇鹽或者如乙酰丙酮酸鈦的鈦螯合化合物溶入有機(jī)溶劑的溶液噴涂在基體材料表面上，或?qū)⒒w材料在該溶液中浸漬并除去溶劑后，在高溫氧化形成氧化鈦薄膜的方法，還有將基體材料暴露在四氯化鈦蒸汽中的方法，這些方法都很復(fù)雜，都必需使用加水分解性物質(zhì)，另外，在大面積基體材料和復(fù)雜形狀的基體材料上形成均勻的薄膜是困難的。
作為在基體材料表面形成氧化鈦薄膜的其他方法有將氧化鈦細(xì)粉末、粘合劑和分散劑混合得到的混合物涂敷到基體材料表面上并干燥的方法。但是，像這樣的方法形成足夠薄的均勻的，且有強(qiáng)度的薄膜是困難的。而且，由于氧化鈦具有的光分解催化能力，使作為有機(jī)物的粘合劑分解，對基體材料的粘著性不穩(wěn)定。
在像硼酸這樣的氟化物離子捕集劑存在下，在含氟鈦酸的水溶液中浸漬基體材料，使在基體材料表面上形成氧化鈦覆蓋層的方法已在特開昭51-141441號公報和特開平1-93443號公報上公開。前者在該水溶液中氧化鋅飽和時，Zn原子進(jìn)入覆蓋層中，產(chǎn)生折射率不勻的問題。另外，氟鈦酸濃度，前者為0.3-1.0摩爾/升，后者為0.1-3摩爾/升，其實施例使用0.5-3.4摩爾/升的氟鈦酸溶液。使用這樣高濃度氟鈦酸時，隨著添加氟化物離子捕集劑，同時大量氧化鈦在溶液中析出，使溶液變混濁，不能高收率地在基體材料表面形成薄膜。而且，形成的薄膜不均勻，表面狀態(tài)差，不適合要求光的透過性和均勻性的光學(xué)用途和如光反應(yīng)催化劑和太陽能電池的用途。
本發(fā)明目的是克服過去這些技術(shù)問題，提供使用簡單的裝置在基體材料表面上形成均一性優(yōu)良的氧化鈦薄膜的方法。本發(fā)明另一個目的是提供由用這種方法在基體材料表面上形成的氧化鈦薄膜構(gòu)成的光分解反應(yīng)催化劑。
本發(fā)明人為達(dá)到上述目的進(jìn)行深入研究的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在使用能析出氧化鈦薄膜的氟鈦配位化合物的水溶液中，通過限制濃度在10-9～9×10-2摩爾/升的稀薄范圍內(nèi)可達(dá)到這個目的，從而完成了本發(fā)明。
也就是說，本發(fā)明的氧化鈦薄膜制造方法，其特征在于在含1種或1種以上氟鈦配位化合物10-9～9×10-2摩爾/升的水溶液中，在氟化物離子捕集劑存在下浸漬基體材料，在基體材料表面上形成氧化鈦薄膜。另外，本發(fā)明的催化劑由利用上述制造方法在基體材料表面上形成的氧化鈦薄膜構(gòu)成，用于有機(jī)化合物和氮氧化物，如微量有機(jī)化合物的光分解反應(yīng)。


圖1是由實施例4獲得的氧化鈦膜的X射線衍射圖。
圖2是顯示由實施例13獲得的熱處理堿石灰玻璃表面上形成的氧化鈦膜對油的光催化反應(yīng)的圖。本發(fā)明用于氧化鈦薄膜形成的氟鈦配位化合物使用由式(Ⅰ)表示的溶于水的酸或鹽AaTibFc(Ⅰ)式中A可相互相同或不同，表示氫原子、堿金屬原子、銨基或配位水；a、b和c是使該配位化合物成為電中性的數(shù)字。作為A，除氫原子外，可為如鋰、鈉、鉀、銣和銫的堿金屬原子以及銨基與配位水。式中a通常為2，b為1時，c通常為6。也就是說，該配位化合物代表性的用A2TiF6表示，也可得到具有多個Ti原子的多核配位化合物。用這樣的通式(Ⅰ)表示的氟鈦配位化合物的例子有H2TiF6、(NH4)2TiF6、Na2TiF6、K2TiF6、Rb2TiF6、Cs2TiF6等。
本發(fā)明使用的氟鈦配位化合物可用任何方法制造。例如，用氫氟酸處理氧化鈦和粉末也可得到氟鈦酸。作為氧化鈦可使用金紅石型、銳鈦礦型、板鈦礦型、非晶態(tài)的任何一種。
另外，將鈦的氫氧化物或縮水氫氧化物溶解于如二氟氫化銨或二氟氫化鈉等二氟氫化堿金屬的水溶液中以合成氟鈦配位化合物，也可用于本發(fā)明的制造方法。
使用的氟鈦配位化合物水溶液的濃度調(diào)節(jié)為10-9～9×10-2摩爾/升，較好為10-6～6×10-2摩爾/升，更好為10-2～4×10-2摩爾/升。例如，將0.001-20g氧化鈦混合到400毫升濃度0.001-0.6摩爾/升的氫氟酸水溶液中，得到含有10-9～9×10-2摩爾/升的氟鈦配位離子的水溶液。如不足10-9摩爾/升，在基體材料表面上不能形成薄膜，如使用超過9×10-2摩爾/升的水溶液，隨著氟化物離子捕集劑或其溶液的添加產(chǎn)生混濁，不能在基體材料表面上形成均勻的氧化鈦薄膜。在此，所謂的水溶液也可是由如前所述的氧化鈦合成前述的配位化合物使用的含過量氟化氫的水溶液。另外，在配制的氟鈦配位化合物的水溶液(以下用上述定義)中再添加過量的氧化鈦，成為上述配位化合物的飽和溶液后，也可使用過濾除去了不溶解的氧化鈦的水溶液。還有，在本發(fā)明中，水溶液包括含有水和可溶有機(jī)溶劑的水溶液，只要水是主要成分，不妨礙其他水可溶有機(jī)溶劑的存在，例如甲醇、乙醇等醇類，二甲醚、二乙醚等醚類；丙酮等酮類的存在。
而且，在這樣的氟鈦配位化合物的水溶液中，為制造氧化鈦薄膜也可以添加晶種。使用的晶種可以是作為目標(biāo)的氧化鈦結(jié)晶。晶種的平均粒徑小到約0.001-10μm為好，其添加量是任意的，微量為好。由于添加了晶種，結(jié)晶的氧化鈦薄膜的析出速度能夠提高。
本發(fā)明使用的氟化物離子捕集劑有溶解于液相中而使用的均相系和為固形物的不均相系。根據(jù)目的使用兩者之一，也可以兩者并用。
均相系氟化物離子捕集劑與氟化物離子反應(yīng)形成穩(wěn)定的氟配位化合物和/或穩(wěn)定的氟化物，移動水解反應(yīng)的平衡能使氧化鈦薄膜在基體材料表面上析出，其例子除正硼酸、偏硼酸、氧化硼等的硼化合物外，還有氯化鋁、氫氧化鈉、氨水等。例如，使用正硼酸從HaTibFc(式中，a～c如前所述)中析出TiO2時，以H2TiF6為例，式(Ⅲ)所示的反應(yīng)向消耗F-方向移動，式(Ⅱ)所示的平衡向生成F-的方向移動，其結(jié)果析出由TiO2構(gòu)成的薄膜。這種捕集劑通常以水溶液的形式使用，也可以粉末形式添加并溶解于系統(tǒng)中。添加該捕集劑可1次或分?jǐn)?shù)次間斷進(jìn)行，也可控制供給速度，如以固定的速度連續(xù)地進(jìn)行。
(Ⅱ)(Ⅲ)不均相系氟化物離子捕集劑的例子有鋁、鈦、鐵、鎳、鎂、銅、鋅、鍺等金屬；玻璃等陶瓷；硅；正硼酸、偏硼酸、氧化硼等的硼化合物；和氧化鈣、氧化鋁、二氧化硅、氧化鎂等化合物。如將這樣的固形物添加或插入到水溶液中，固形物附近的F-被消耗，其濃度減小，這部分的化學(xué)平衡偏移，析出氧化鈦。如使用這樣的固形物，按照其插入方法和反應(yīng)條件，在水溶液中浸漬的基體材料的整個表面上也析出氧化鈦薄膜，在選擇的局部即該固形物存在的附近限制這種析出也是可能的。本發(fā)明的主要目的是獲得均勻的氧化鈦薄膜，根據(jù)目的、情況的不同，并用均相系與不均相系的氟化物離子捕集劑能夠使基體材料表面析出的薄膜部分增厚。
按照析出物的種類和形狀的不同，均相系氟化物離子捕集劑也不同，相對于溶液中氟化物離子當(dāng)量通常使用10-4～3000％，更好使用10-1～1000％的范圍。不均相系氟化物離子捕集劑，沒有特別的限制，使用可達(dá)到本發(fā)明目的和效果的量是優(yōu)選的。
作為基體材料，為擔(dān)載形成的氧化鈦薄膜，或者為特定的目的用形成的該薄膜覆蓋以防止氧化等，可使用寬范圍的物質(zhì)。這些物質(zhì)的例子有金屬、陶瓷、有機(jī)高分子材料等。
特別是，使用氧化鈦薄膜作為光分解反應(yīng)的催化劑，或作為太陽能電池的太陽能能量吸收層時，或為光學(xué)目的用其作為涂層時，使用透明度高的物質(zhì)，例如玻璃、聚碳酸酯、丙烯酸系樹脂等作為基體材料。使用玻璃作為基體材料時不管其種類。特別是在如堿石灰玻璃等含堿玻璃上形成膜時，因為用本發(fā)明方法在比較低的溫度形成膜，所以不必?fù)?dān)心堿成分溶解析出到膜中使膜惡化。
在氟鈦配位化合物水溶液中浸漬基體材料的時刻可在添加或投入氟化物捕集劑之前，同時或之后。但是，使用有被系統(tǒng)侵蝕危險的基體材料時，必需注意溶液的組成、反應(yīng)條件和浸漬的時間?；w材料的形狀是任意的，并不限定于板狀，也可使用復(fù)雜的形狀。另外，為提高膜的均勻性，例如可用10rpm或以下，更好用5rpm或以下的旋轉(zhuǎn)速度將基體材料慢慢旋轉(zhuǎn)。
因為影響膜的析出，通常反應(yīng)溫度限定在10-80℃，較好20-50℃，更好35-40℃的范圍內(nèi)。反應(yīng)時間是任意的，例如目標(biāo)析出物多時，時間相應(yīng)變長。例如，為析出具有0.2μm左右膜厚的膜，反應(yīng)時間1.5-24小時為好，更好為3-10小時。如反應(yīng)時間此上述時間短，不能充分地析出膜，另一方面，如反應(yīng)時間比上述時間長，存在膜剝落的危險。
這樣，可在基體材料表面形成均勻、堅固的氧化鈦薄膜。這樣形成的薄膜即使不特別地經(jīng)過如煅燒加熱工序，通過適當(dāng)設(shè)置析出條件，也可得到結(jié)晶的氧化鈦薄膜，根據(jù)目的也可設(shè)置加熱工序。例如，加熱工序可在200-600℃進(jìn)行0.5-5小時左右。這樣在基體材料表面上形成的氧化鈦薄膜具有0.1-5.0μm的厚度和6H-7H或以上的鍋筆硬度。
按照本發(fā)明使用簡單的裝置可在基體材料表面特別是大型或復(fù)雜形狀的基體材料表面上很容易地形成氧化鈦薄膜。由于不需要為使得到的薄膜結(jié)晶化的加熱工序，不產(chǎn)生冷卻時的變形。
按照本發(fā)明得到的氧化鈦薄膜堅固，有耐蝕性、折射率高，還有對光反應(yīng)的催化能力。有效利用這些性質(zhì)對用于有機(jī)化合物和氮氧化物的光分解反應(yīng)催化劑；太陽能電池；光學(xué)透鏡涂層等光學(xué)用途是非常有用的。當(dāng)作為光分解反應(yīng)催化劑使用時，因為沒有必要特別加熱處理，所以可使用的基體材料的材質(zhì)對象范圍很寬，在家庭凈化裝置，工廠廢水處理等方面可很容易地實現(xiàn)現(xiàn)場施工。
實施例以下用實施例更詳細(xì)地說明本發(fā)明。但這些實施例并不限制本發(fā)明。
實施例1在500ml純水中加入46％氫氟酸2ml和金紅石型氧化鈦粉末7g，在35℃溫度下攪拌24小時，使溶解并進(jìn)行反應(yīng)。用孔徑11μm的過濾器除去沒溶解的殘余氧化鈦粉末。獲得的氟鈦酸溶液的濃度為10-3摩爾/升，通過過濾器的微量的數(shù)μm的氧化鈦?zhàn)鳛榫ХN存在。在35℃溫度下將預(yù)先用丙酮洗凈的玻璃基板在其中浸漬，每隔1小時間添加5g正硼酸，共添加6次。將該反應(yīng)液再靜置6小時，保持該反應(yīng)液透明，在基板表面上形成了均勻的無干涉色的薄膜。
將薄膜從反應(yīng)液中取出，水洗并干燥。薄膜致密、堅固并沒看到擦傷。將其作能量分散X射線光分析(EDX)，可觀察到在基體材料表面存在含Ti結(jié)晶，可確認(rèn)薄膜是氧化鈦薄膜。
實施例2除使用5g金紅石型氧化鈦粉末外均與實施例1相同，得到濃度4×10-4摩爾/升的含微量晶種的氟鈦酸溶液。在其中每隔1小時添加2g正硼酸，共添加5次，放置12小時后，再同樣添加6次，靜置3天，在基板表面上形成均勻、堅固的薄膜。與實施例1同樣，確認(rèn)薄膜是氧化鈦薄膜。
實施例3除46％氫氟酸溶液的添加量為1ml外均與實施例1相同，得到濃度10-4摩爾/升的含微量晶種的氟鈦酸溶液，在其中每膈2小時添加5g正硼酸，共添加2次，靜置5天，在基板表面上形成均勻、堅固的薄膜。與實施例1同樣，確認(rèn)薄膜是氧化鈦薄膜。
實施例4在400ml純水中加入0.933g的(NH4)2TiF6，在30℃下攪拌24小時使之溶解，得到1.179×10-2摩爾/升的(NH4)2TiF6的水溶液。將其裝到2個每個30ml的聚苯乙烯容器中，將作為基體材料的預(yù)先在乙醇中用超聲波洗凈的玻璃板浸漬于其中，添加1.06ml(1當(dāng)量)或2.12ml(2當(dāng)量)的濃度0.5摩爾/升的正硼酸，在30℃保持6天。
將基體材料取出，用蒸餾水洗凈，風(fēng)干后，用掃描型電子顯微鏡(SEM)觀察。其結(jié)果觀察到形成致密的薄膜。另外，進(jìn)行EDX分析，確認(rèn)都析出含Ti的結(jié)晶。進(jìn)一步，X射線衍射(XRD)結(jié)果，觀察到與銳鈦礦型TiO2型粉末的XRD一致的XRD峰，確認(rèn)形成含銳鈦礦型TiO2結(jié)晶的薄膜。其結(jié)果示于圖1①。但是，正硼酸添加量為1當(dāng)量的試樣，因XRD特性曲線的峰不尖銳，認(rèn)為形成了非晶形TiO2和銳鈦礦型TiO2混合的薄膜。其結(jié)果示于圖1②。
實施例5在700ml純水中加入1.75g的(NH4)2TiF6，在30℃攪拌24小時使之溶解，得到1.263×10-2摩爾/升的(NH4)2TiF6水溶液。在其中添加17.5g金紅石型TiO2粉末，再攪拌24小時。然后，用1μm的濾紙過濾TiO2粉末，將通過濾紙的TiO2微粒作為晶種裝到4個每個30ml的聚苯乙烯容器中，將作為基體材料的預(yù)先在乙醇中用超聲波洗凈的玻璃板浸漬于其中，添加濃度0.5摩爾/升的正硼酸水溶液，分別添加1.14ml(1當(dāng)量)或者2.28ml(2當(dāng)量)，在30℃保持3天或者6天。
就得到的基體材料而言，與實施例4同樣用SEM、EDX和XRD進(jìn)行分析的結(jié)果，浸漬時間越長，另外正硼酸添加量越大析出量越多，在加入2當(dāng)量的正硼酸浸漬6天的基體材料表面上被確認(rèn)形成致密的TiO2薄膜。在浸漬6天的基體材料上，確認(rèn)與實施例4同樣形成了TiO2結(jié)晶，盡管晶種是金紅石型，但得到的薄膜結(jié)晶是銳鈦礦型。
實施例6除使晶種為銳鈦礦型TiO2外，進(jìn)行與實施例5同樣的實驗。其結(jié)果與實施例4和5同樣，在加入1當(dāng)量或2當(dāng)量正硼酸浸漬6天的基體材料表面上形成大體上致密的或完全致密的TiO2薄膜。得到的TiO2薄膜都是非晶形的。
實施例7在400ml純水中加入0.231g的(NH4)2TiF6，在30℃攪拌24小時使之溶解，得到2.918×10-3摩爾/升的(NH4)2TiF6水溶液，將其裝到3個每個30ml的聚苯乙烯容器中，將作為基體材料的預(yù)先在乙醇中用超聲波洗凈的玻璃板浸漬于其中，添加濃度0.25摩爾/升的正硼酸水溶液0.42ml(0.8當(dāng)量)、0.53ml(1當(dāng)量)或1.05ml(2當(dāng)量)，在30℃保持6天。
取出基體材料，用蒸餾水洗凈，風(fēng)干后用SEM觀察，結(jié)果觀察到形成致密的薄膜。另外，XRD的結(jié)果，都觀察到與銳鈦礦型TiO2型粉末的XRD一致的XRD峰，確認(rèn)形成了含銳鈦礦型TiO2結(jié)晶的薄膜。正硼酸添加量多的一方峰值強(qiáng)度大。
實施例8在長350mm、內(nèi)徑1mm的玻璃管內(nèi)面，按照實施例1的方法形成厚度0.4μm的銳鈦礦型TiO2型結(jié)晶薄膜。將12000根這樣的玻璃管捆起來，在其兩端設(shè)置與上述玻璃管束的形狀和大小相符合的環(huán)狀熒光管，做成光催化反應(yīng)反應(yīng)器。利用反應(yīng)器兩端的熒光管，將光導(dǎo)入構(gòu)成反應(yīng)器的玻璃管的內(nèi)部。
用光照射該反應(yīng)器，使被有機(jī)物污染的具有180mg/升的BOD值的原水以2.5升/小時的流速從其一端流入，分析從另一端流出的水中的有機(jī)物，還觀察臭氣和細(xì)菌是否存在，結(jié)果BOD值為1mg/升或以下，分析結(jié)果，除臭、滅菌的效果充分，令人滿意。
實施例9在500ml純水中加入1.0g的(NH4)2TiF6，在30℃攪拌24小時使之溶解，得到1.01×1O-2摩爾/升的(NH4)2TiF6水溶液。在其中添加銳鈦礦型TiO2粉末17.5g，攪拌。然后，用1μm的濾紙過濾TiO2粉末，將通過濾紙的TiO2微粒作為晶種。將其裝在聚苯乙烯容器中，將作為基體材料的預(yù)先在乙醇中超聲波洗凈的玻璃板(無堿玻璃)浸漬，于其中添加10g氧化硼(B2O3)，在34℃下保持5小時。
對于得到的基體材料，與實施例4同樣用SEM、EDX和XRD進(jìn)行分析，結(jié)果確認(rèn)形成了透明的銳鈦礦型TiO2薄膜。
實施例10在350ml純水中加入1.5g的(NH4)2TiF6，在30℃攪拌24小時使之溶解，得到2.17×10-2摩爾/升的(NH4)2TiF6水溶液。在其中添加17.5g的銳鈦礦型TiO2粉末，攪拌。然后，用1μm的濾紙過濾TiO2粉末，通過濾紙的TiO2微粒作為晶種。將其裝在聚苯乙烯容器中，將作為基體材料的預(yù)先在乙醇中超聲波洗凈的玻璃板(無堿玻璃)浸漬于其中，每間隔30分鐘添加5g氧化硼(B2O3)共添加4次，在35℃保持5小時。
對于得到的基體材料，與實施例4同樣用SEM、EDX和XRD進(jìn)行分析，結(jié)果確認(rèn)形成透明的銳鈦礦型TiO2薄膜。
實施例11在350ml純水中加入2.0g的(NH4)2TiF6，在30℃攪拌24小時使之溶解，得到2.89×10-2摩爾/升的(NH4)2TiF6水溶液。另外在400ml純水中添加17.5g銳鈦礦型TiO2粉末，攪拌。將其放置2天后，將2ml上清液作為晶種添加到上述水溶液中。將其裝在聚苯乙烯容器中，將預(yù)先在乙醇中超聲波洗凈的作為基體材料的玻璃板(無堿玻璃)浸漬于其中，添加10g氧化硼(B2O3)，在35℃保持5小時。
對于得到的基體材料，與實施例4同樣用SEM、EDX和XRD分析，結(jié)果確認(rèn)形成了透明的銳鈦礦型TiO2薄膜。
實施例12在350ml純水中加入2.5g的(NH4)2TiF6，在30℃攪拌24小時使之溶解，得到3.61×10-2摩爾/升的(NH4)2TiF6水溶液。在其中添加銳鈦礦TiO2粉末17.5g，攪拌。然后，用1μm的濾紙過濾TiO2粉末，將通過濾紙的TiO2微粒作為晶種。將其裝入聚苯乙烯容器中，將預(yù)先在乙醇中超聲波洗凈的作為基體材料的玻璃板(堿石灰玻璃)浸漬于其中，添加10g氧化硼(B2O3)，在40℃保持7小時。
對于得到的基體材料，用SEM、EDX和XRD進(jìn)行與實施例4同樣的分析，結(jié)果確認(rèn)形成了透明的銳鈦礦型TiO2薄膜。
比較例1在350ml純水中加入6.3g(NH4)2TiF6，在30℃攪拌24小時使之溶解，得到9.10×10-2摩爾/升的(NH4)2TiF6水溶液。在其中添加17.5g的銳鈦礦型TiO2粉末，攪拌。然后，用1μm的濾紙過濾TiO2粉末，將通過濾紙的TiO2微粒作為晶種。將其裝入聚苯乙烯容器中，將預(yù)先在乙醇中超聲波洗凈的作為基體材料的玻璃板(無堿玻璃)浸漬于其中，添加10g的氧化硼(B2O3)，在35℃保持5小時。
對于得到的基體材料，用SEM、EDX和XRD進(jìn)行與實施例4同樣的分析，結(jié)果確認(rèn)形成了混濁的銳鈦礦型TiO2薄膜。
實施例13使用與上述實施例11記載的同樣的方法，在50×70×1mm的堿石灰玻璃的兩面上形成氧化鈦膜。每個膜厚約為0.25μm。
在該氧化鈦膜表面上按0.03mg/cm2的比例涂敷1mg的色拉油，用10W的黑光燈照射紫外線，得到如圖2所示的結(jié)果。
如圖2所示，色拉油顯示出顯著的重量減少，可確認(rèn)由于本發(fā)明氧化鈦膜的光催化反應(yīng)而分解了色拉油。
權(quán)利要求
1．氧化鈦薄膜的制造方法，其特征在于，在含1種或1種以上氟鈦配位化合物10-9～9×10-2摩爾/升的水溶液中，在氟化物離子捕集劑的存在下浸漬基體材料，在基體材料表面上形成氧化鈦薄膜。
2．權(quán)利要求1記載的制造方法，其中氟鈦配位化合物的一部分或全部是由氧化鈦與氫氟酸反應(yīng)得到的。
3．權(quán)利要求1記載的制造方法，其中氟鈦配位化合物是由通式(Ⅰ)表示的化合物AaTibFc(Ⅰ)式中，A相互相同或不同，表示氫原子、堿金屬原子、銨基或配位水；a、b和c是使該配位化合物成為電中性的數(shù)字。
4．權(quán)利要求3記載的制造方法，A選自由氫原子；鋰、鈉、鉀、銣、銫；銨基和配位水組成的一組。
5．權(quán)利要求3記載的制造方法，由通式(Ⅰ)表示的化合物是用下式A2TiF6表示的化合物，式中，A與前述含義相同。
6．權(quán)利要求3記載的制造方法，用通式(Ⅰ)表示的化合物是選自H2TiF6、(NH4)2TiF6、Na2TiF6、K2TiF6、Rb2TiF6或Cs2TiF6中的至少一種。
7．權(quán)利要求1記載的制造方法，其中氟鈦配位化合物的含量是10-6-6×10-2摩爾/升。
8．權(quán)利要求1記載的制造方法，其中氟鈦配位化合物的含量是10-2-4×10-2摩爾/升。
9．權(quán)利要求1記載的制造方法，其中氟化物離子捕集劑是均相系氟化物離子捕集劑或不均相系氟化物離子捕集劑。
10．權(quán)利要求9記載的制造方法，其中均相系氟化物離子捕集劑是選自由硼化合物、氮化鋁、氫氧化鈉和氨水組成的一組。
11．權(quán)利要求10記載的制造方法，其中硼化合物是選自正硼酸、偏硼酸和氧化硼中的至少一種。
12．權(quán)利要求10記載的制造方法，相對于溶液中氟化物離子的當(dāng)量，以10-4-3000％的量添加均相系氟化物離子捕集劑。
13．權(quán)利要求1記載的制造方法，為制造氧化鈦薄膜而在溶液中添加晶種，形成析出物。
14．權(quán)利要求13記載的制造方法，晶種是銳鈦礦型或金紅石型氧化鈦結(jié)晶。
15．權(quán)利要求14記載的制造方法，氧化鈦具有0.001-10μm的平均粒徑。
16．利用權(quán)利要求1-15中任一項記載的制造方法在基體材料表面上形成的氧化鈦薄膜所構(gòu)成的光分解催化劑。
17．權(quán)利要求16記載的光分解催化劑，其中的氧化鈦是銳鈦礦型。
全文摘要
本發(fā)明提供一種氧化鈦薄膜的制造方法,其特征在于在含氟鈦配位化合物10
文檔編號C01G23/00GK1205000SQ97191248
公開日1999年1月13日 申請日期1997年9月8日 優(yōu)先權(quán)日1997年9月8日
發(fā)明者八尾健, 佐藤幸治, 虎溪久良 申請人:宏亞株式會社, 八尾健