CN103182326A - 光催化剂粉末及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本文中公开了光催化剂粉末及其制造方法，并且通过使光催化剂粒子结合而不降低比表面积，几乎没有比表面积的降低，同时产生孔，并且对于光的吸收率是出色的，所述制造光催化剂粉末的方法包括：通过将光催化剂物质纳米粒子经由挤出而成型为一定形状，形成初始的光催化剂粉末；和通过将所述初始的光催化剂粉末注入到预定的分裂溶液中而将所述初始的光催化剂粉末分裂为多个光催化剂粉末，所述初始的光催化剂粉末通过所述预定的分裂溶液分裂为所述多个光催化剂粉末。

Description

光催化剂粉末及其制造方法
技术领域
本公开内容的实施方式涉及具有出色的反应效率的光催化剂(photocatalyst)粉末、以及其制造方法。
背景技术
光催化剂是指任何通过吸收光而产生催化作用的物质，例如，作为典型的光催化活性物质，包括二氧化钛(TiO2)、氧化锌(ZnO)、和硫化镉(CdS)。光催化剂自身未被光所改变。然而，由于光催化剂在其表面上呈现出强的氧化能力，光催化剂能够使有害物质例如有机化合物或细菌分解。
光催化剂的主要功能包括：除去大气中的环境污染物质例如氮氧化物(NOx)或硫氧化合物(SOx)的功能，使与光催化剂接触的细菌分解的抗菌和灭菌功能，使氨或甲醛分解的空气净化和除味功能，以及使作为水中污染物质的有机氯化物化合物分解的水净化功能。
光催化剂物质具备具有细粒子的粉末形状。光催化剂然后通过与另外的物质例如载体或粘结剂结合而被加工为团簇(cluster）形状。然而，当将光催化剂粒子与粘结剂结合时，发生比表面积的降低、光被粘结剂漫反射、以及孔分布的减少，从而，光催化剂的效率可因此降低。
发明内容
因此，一个方面是提供：光催化剂粉末，通过在不使用粘结剂的情况下对光催化剂粒子进行粘结，所述光催化剂粉末能够提供没有比表面积的降低、具有改善的孔和出色的光吸收率的光催化剂；以及其制造方法。
另外的方面将在以下描述中部分地阐明，并且部分地将由所述描述明晰，或者可通过本公开内容的实践而获知。
根据一个方面，制造光催化剂粉末的方法如下。通过将光催化剂物质纳米粒子经由挤出而成型为一定形状，可形成初始的光催化剂粉末。通过将所述初始的光催化剂粉末注入到预定的分裂(splitting)溶液中，可使所述初始的光催化剂粉末分裂成多个光催化剂粉末，所述初始的光催化剂粉末通过所述预定的分裂溶液而分裂成所述多个光催化剂粉末。
所述方法可进一步包括将所分裂的光催化剂粉末在预定温度和预定压力下煅烧(calcine)。所述方法可进一步包括将经煅烧的光催化剂粉末在预定温度和预定压力下烧结(sinter)。
所述预定的分裂溶液可为无定形物溶液(不定形溶液，amorphous solution)或胶体溶液(colloidal solution)。
所述预定的分裂溶液可为具有与所述光催化剂物质相同的物质的无定形物溶液。
所述光催化剂物质可为选自如下的至少一种：二氧化钛(TiO2)、氧化锌(ZnO)、硫化镉(CdS)、钛酸钡(BaTiO3)、二氧化锆(ZrO2)、氧化钨(WO3)、铌酸钾晶体(KNbO3)、和钛酸锶(SrTiO3)。
在光催化剂物质纳米粒子经由挤出的成型中，可将粘结剂物质加入到所述光催化剂物质纳米粒子中。
所述预定的分裂溶液可为具有阳离子或阴离子掺杂物质的掺杂溶液。
根据另一方面，具有成簇的(clustered)光催化剂物质纳米粒子的光催化剂粉末特征如下。所述光催化剂物质可为选自如下的至少一种：二氧化钛(TiO2)、氧化锌(ZnO)、硫化镉(CdS)、钛酸钡(BaTiO3)、二氧化锆(ZrO2)、氧化钨(WO3)、铌酸钾晶体(KNbO3)、和钛酸锶(SrTiO3)。所述光催化剂物质纳米粒子可通过其内聚力(粘聚力，cohesiveness)而成簇。
所述光催化剂粉末可包括具有在所述光催化剂粉末的内部成簇的粘结剂物质粒子的粉末。
所述光催化剂粉末可用阳离子或阴离子掺杂。
所述光催化剂粉末可具有在其表面处由与所述光催化剂物质相同的物质形成的阻隔物(barrier)。
根据另一方面，通过将光催化剂物质纳米粒子经由挤出成型而成型为一定形状，可形成初始的光催化剂粉末。可将所述初始的光催化剂粉末注入到预定的分裂溶液中。
所述预定的分裂溶液可为无定形物溶液或胶体溶液。
所述预定的分裂溶液可为具有与所述光催化剂物质相同的物质的无定形物溶液。
所述光催化剂物质可为选自如下的至少一种：二氧化钛(TiO2)、氧化锌(ZnO)、硫化镉(CdS)、钛酸钡(BaTiO3)、二氧化锆(ZrO2)、氧化钨(WO3)、铌酸钾晶体(KNbO3)、和钛酸锶(SrTiO3)。
如上所述，光催化剂粉末以及其制造方法使光催化剂粒子粘结而没有比表面积的降低，使得可防止光催化剂的效率降低，同时，由于孔分布改变，增强了污染物质的吸附性能，并且同时，由于通过不使用粘结剂使光的漫射减少，对于光催化剂的内部，光反应的诱发(induction)可为可能的。
因此，通过固定光催化剂粒子，防止了散射现象，同时保持了光催化剂的出色性能。
附图说明
由结合附图考虑的实施方式的以下描述，这些和/或其它方面将变得明晰和更容易理解，其中：
图1为说明通过SEM测量的具有通过粘结剂结合的二氧化钛(TiO2)粒子的光催化剂粉末的表面的照片。
图2A和2B显示对图1中所示的光催化剂粉末的表面成分进行分析的图和分析表。
图3显示通过粘结剂结合的光催化剂粉末的比表面积图。
图4为通过粘结剂结合的光催化剂粉末的吸附/解吸图。
图5为通过粘结剂结合的光催化剂粉末的孔分布。
图6为根据一个实施方式的光催化剂粉末的制造方法的流程图。
图7为示意性地显示在图6中所说明的流程图的各个阶段的图。
图8为显示在使用阳离子作为掺杂物质的情况下的带隙的变化的图。
图9为显示在使用阴离子作为掺杂物质的情况下的带隙的变化的图。
图10A为显示通过使用SEM拍摄的根据一个实施方式的一个光催化剂粉末即光催化剂大(mega)团簇的图。
图10B为显示放大的和拍摄的根据一个实施方式的一个光催化剂粉末的表面的图。
图11A和11B显示根据一个实施方式的光催化剂粉末的表面成分的分析结果。
图12A为对根据一个实施方式的光催化剂粉末的尺寸进行分析的图，和图12B为显示根据一个实施方式的光催化剂粉末的形状分布的图。
图13为显示根据一个实施方式的光催化剂粉末的比表面积的图。
图14为显示根据一个实施方式的光催化剂粉末的氮气吸附/解吸特性的图。
图15为显示根据一个实施方式的光催化剂粉末的孔分布的图。
图16为将根据一个实施方式的光催化剂粉末的紫外线吸收率与常规的通过粘结剂结合的光催化剂粉末的紫外线吸收率进行比较的图。
图17为将根据一个实施方式不具有供使用的粘结剂的光催化剂粉末除去污染物质的性能与常规的使用粘结剂结合的光催化剂粉末除去污染物质的性能进行比较的表。
具体实施方式
现在将详细介绍实施方式，其实例示于附图中，其中相同的附图标记始终是指相同的元件。
图1为说明通过SEM测量的具有通过粘结剂结合的二氧化钛(TiO2)粒子的光催化剂粉末的表面的照片，并且图2A和2B显示对图1中所示的光催化剂粉末的表面成分进行分析的图和分析表。
虽然二氧化钛粒子为各自具有以nm为单位的直径的纳米粒子，但是作为粘结剂使用的硅Si具有比二氧化钛粒子大的直径。如图1中所示，光催化剂粉末具有彼此结合的硅和二氧化钛粒子，硅位于二氧化钛粒子之间同时占据大的面积，并且因此孔不是均匀分布的且未明显地显示出不平整度(roughness)。因此，通过粘结剂结合的光催化剂粉末具有较低的孔隙率和具有不足的不平整度，并且结果，显示出随着比表面积的降低而更低的反应性。
图2A为对通过粘结剂结合的光催化剂粉末的表面成分进行分析的图。图2B为对分析图进行总结的表。如图2A和2B上所示，当对具有结合的硅粘结剂和二氧化钛粒子的光催化剂粉末的表面成分进行分析时，硅粒子为约59.71重量%且二氧化钛粒子为约40.29重量%，同时，硅粒子为约71.65原子%且二氧化钛粒子为约28.35原子%。
根据图2A和2B的分析结果，通过粘结剂结合的光催化剂粉末具有由粘结剂粒子而不是光催化剂粒子构成的其表面，并且将当光照射在这样的光催化剂粉末上时，引起光的漫射，并且可不发生到光催化剂层内部的光照射。
图3显示通过粘结剂结合的光催化剂粉末的比表面积图。图4为通过粘结剂结合的光催化剂粉末的吸附/解吸图。图5为通过粘结剂结合的光催化剂粉末的孔分布。
如图3上所示，虽然光催化剂纳米粒子具有约200m2/g的高的比表面积，但是通过粘结剂结合的光催化剂粉末具有约0.15m2/g的低的比表面积。即，当光催化剂纳米粒子通过粘结剂结合时，发生比表面积的快速降低。这样的结果与之前在图1和2上描述的相同。当污染物质与光催化剂表面接触时，发生光催化剂将污染物质分解或除去，并且因此，比表面积的降低带来光催化剂的效率降低。
在图4的图中的上面的曲线表示通过粘结剂结合的光催化剂粉末的氮气(N2)解吸特性，和在图4的图中的下面的曲线表示通过粘结剂结合的光催化剂粉末的氮气(N2)吸附特性。
参照图4，通过粘结剂结合的光催化剂粉末显示出氮气结合模式(pattern)，因为被吸附的氮气未完全解吸。因此，在作为大气中的污染物质的氮气被吸附在光催化剂粉末处之后，一些所吸附的氮气残留在光催化剂粉末中，且残留在光催化剂粉末中的所述一些氮气可带来光催化剂的效率降低。
参照图5，通过粘结剂结合的光催化剂粉末具有孔的有限分布，并且特别地，未产生大孔/中孔(介孔，meso-pore)形状的孔。为了增强光催化剂粉末的活化，需要均匀的孔分布，并且特别地，通过产生大孔/中孔尺寸(位置，site)的孔来保证反应面积是有利的。然而，如图5中所示，通过粘结剂结合的光催化剂粉末不具有均匀分布的孔，并且因此，其效率降低。
如图1-5上所示，在光催化剂纳米粒子通过粘结剂结合的情况下，可存在光的漫射、比表面积的降低、孔的有限分布、以及不稳定的氮气吸附/解吸特性，从而，作为结果，降低了光催化剂的效率。
因此，根据一个实施方式，提供仅具有在没有另外的粘结剂的情况下结合的光催化剂纳米粒子的光催化剂粉末。下文中，将描述根据一个实施方式的光催化剂粉末的特性和制造方法。
根据一个实施方式的光催化剂粉末具有通过自内聚力而不使用另外的粘结剂成簇的光催化剂纳米粒子，并且形成大团簇形状。首先，将描述根据本公开内容的一个实施方式的光催化剂粉末的制造方法，随后将描述其特性。
图6为根据一个实施方式的光催化剂粉末的制造方法的流程图。图7为示意性地显示在图6中所说明的流程图的各个阶段的图。
参照图6-7，首先，制造初始的光催化剂粉末，通过将纳米单位的二氧化钛粒子在高温和高压下压缩，所述初始的光催化剂粉末具有一定的形状(210)。此处，所述初始的光催化剂粉末指的是通过挤出成型而制造的、在经历分裂过程(其将在下文中描述)之前的粉末。所述初始的光催化剂粉末的制造可使用挤出成型方法，所述挤出成型方法产生具有如下中的任一种形状的初始的光催化剂粉末：球形形状、椭圆形状、圆柱体形状、或者长方体形状。所述初始的光催化剂粉末具有在没有另外的粘结剂的情况下成簇的许多数目的二氧化钛粒子，并且因此所述初始的光催化剂粉末容易被破碎，并且还发生粒子的剥离。
然而，在挤出成型期间，加入粘结剂物质是可能的，并且如果在制造初始的光催化剂粉末时加入粘结剂物质之后，完成了煅烧过程和烧结过程(这两者均将在下文中描述)，则产生大团簇形状的光催化剂粉末，其中在其内部存在粘结剂物质的团簇，并且二氧化钛粒子包围所述粘结剂物质的团簇。
然后，将所制造的初始的光催化剂粉末注入到预定的分裂溶液中(220)。随着所述初始的光催化剂粉末被注入到所述预定的分裂溶液中，所述溶液渗入到以弱方式结合的所述初始的光催化剂粉末的孔之间，并且所述初始的光催化剂粉末通过膨胀(expansion)而被分裂成具有更小尺寸的团簇。因此，所述初始的光催化剂粉末通过溶胀(swelling)或膨胀(bulking)而被分裂为光催化剂粉末，并且所述分裂溶液为溶胀溶液或膨胀溶液。分裂的团簇可称为大团簇，并且这样的经分裂的团簇变成完成的光催化剂粉末。
取决于分裂溶液的类型，决定了经分裂的团簇的特性，即光催化剂粉末的特性。取决于所述溶液是无定形物溶液还是胶体溶液，所述光催化剂粉末的物理性质受到影响，并且因此，根据所述光催化剂粉末的用途来确定所述初始的光催化剂粉末将被注入其中的所述分裂溶液。
作为一个实施方式，在使用无定形物质或者胶体物质作为分裂溶液的情况下，在经分裂的团簇周围形成独特的阻隔物。因此，防止了光催化剂粉末的粒子剥离，并且增强了光催化剂粉末的物理强度。这样的阻隔物仅形成于光催化剂粉末的表面，并且因此，所述阻隔物对孔分布没有影响，并且未大幅度地降低光催化剂的效率。此外，作为所述分裂溶液，可使用具有可见光感应(inducing)物质例如K、Mn或Na的溶液以增强经分裂的光催化剂粉末的反应性。
在使用无定形(不定形)二氧化钛溶液作为分裂溶液的情况下，由于溶液中的二氧化钛在光催化剂粉末处形成阻隔物，具有出色的透光(light-penetrating)能力的二氧化钛未引起光的漫射，而是提高光吸收率，并且因此，对于光催化剂粉末的内部，引起光反应可为可能的。此外，由于形成阻隔物的物质与形成光催化剂的物质是相同的二氧化钛，因此，未发生在通过另外的粘结剂结合的情况下出现的困难。
在该实施方式中，使用二氧化钛作为光催化剂物质，但是本公开内容不限于此。本公开内容的实施方式中使用的光催化剂物质可不限于任何类型，并且可使用氧化锌(ZnO)、硫化镉(CdS)、钛酸钡(BaTiO3)、二氧化锆(ZrO2)、氧化钨(WO3)、铌酸钾晶体(KNbO3)、或钛酸锶(SrTiO3)。因此，如果使用具有与形成所述初始的光催化剂粉末的光催化剂物质相同的物质的无定形物溶液将所述初始的光催化剂粉末分裂为大团簇，则经分裂的光催化剂粉末在其表面处具有拥有与经分裂的光催化剂粉末相同的物质的阻隔物，并且因此，物理强度的增强以及防止粒子的剥离可为可能的，同时，可防止在通过另外的粘结剂结合时可能出现的困难。
由于经挤出成型的所述初始的光催化剂粉末由nm单位的二氧化钛构成，因此所述初始的光催化剂粉末具有拥有
Figure BDA00002691460000071
尺度和nm尺度的孔。这样的孔起到通道作用，并且在使用含有掺杂物质的溶液作为分裂过程中使用的预定溶液的情况下，所述掺杂溶液通过所述通道进入二氧化钛纳米粒子之间，并且各掺杂溶液中所包含的离子被安置在二氧化钛纳米粒子的周围。即，所述离子被掺杂在二氧化钛粉末处。
图8为显示在使用阳离子作为掺杂物质的情况下的带隙的变化的图。图9为显示在使用阴离子作为掺杂物质的情况下的带隙的变化的图。
当将二氧化钛粉末用阳离子特别是用过渡金属阳离子掺杂时，所述金属离子捕捉电子并且使电子-空穴的复合延迟，从而提高反应活性。
详细地，在使用过渡金属阳离子例如Fe和Cr作为掺杂物质的情况下，当Cr取代钛的位置时，通过Cr的掺杂效应在二氧化钛的带隙之间在导带附近产生了能隙态(gap state)，并且因此二氧化钛的带隙减小。在Fe取代钛的情况下，通过Fe的掺杂而导致的能隙态位于价带附近，并且因此，带隙减小。
参照图8，在二氧化钛未被掺杂而处于锐钛矿相的情况下，带隙的值略大，为约2.4eV，并且因此，二氧化钛仅对于紫外线有反应。然而，当掺杂阳离子例如Cr或Fe时，通过所掺杂的金属离子的d态，显示出能隙态，并且显示出带隙减小的效果。
此外，如图9上所示，在当在二氧化钛处掺杂阴离子例如C、N和S时的情况下，可获得使二氧化钛的带隙减小的效果，并且因此，仅可吸收紫外线的二氧化钛可为能够吸收可见光的。
在当光催化剂粉末在液体中使用时的情况下，需要内部粒子之间的内聚力是强的，但是在当光催化剂粉末在空气中使用时的情况下，不要求强的内聚力。因此，可使用蒸馏水作为在所述初始的光催化剂粉末的分裂过程使用的预定溶液。当将所述初始的光催化剂粉末注入到蒸馏水中时，蒸馏水浸润(smear)到所述初始的光催化剂粉末的内部结构中，然后，将所述初始的光催化剂粉末分裂为许多大团簇，但是在所述大团簇的周围未形成阻隔物。
再次参照图6-7，通过将以分裂的大团簇的形状提供的光催化剂粉末在特定温度下煅烧而除去不相干的(foreign)物质(230)。煅烧温度可设置为约低于500℃。作为一个实施方式，将光催化剂粉末置于具有350℃-450℃的温度的煅烧炉中以除去不相干的物质。此时，将温度的上升速度控制为约低于2℃/分钟，使得防止出现由所述不相干的物质的快速蒸发而导致的分裂现象。
此外，由于通过将已经完成了煅烧过程的光催化剂粉末进行烧结可增强光催化剂粉末的机械强度，因此，作为一个实施方式，可将光催化剂粉末在600℃-900℃的温度下加热超过约30分钟，使得可发生粉末粒子之间的粘结，从而导致凝结(coagulation)。
所完成的光催化剂粉末可根据所述光催化剂粉末的用途而以各种方法固定，并且作为一个实施方式，在将粘结物质施加在用于固定所述光催化剂粉末的过滤器载体的表面上之后，将具有大团簇形状的光催化剂粉末施加在所述粘结物质的上面以进行固定，使得可制得光催化剂过滤器(240)。
作为在分裂过程中掺杂离子的另一实施方式，可考虑将通过挤出而成型的初始的光催化剂粉末注入到含有粘结剂物质和离子型物质的分裂溶液中的方法。所注入的光催化剂粉末被分裂成预定尺寸的大团簇。具有相对较大尺寸的粘结剂物质结合至所述大团簇的表面以及结合至所述中孔(中(meso)位置)、大孔(大(macro)位置)中的一些，并且具有较小尺寸的离子型物质在大部分地渗入到中孔(中位置)、大孔(大位置)、纳米孔(纳米位置)之后掺杂在二氧化钛粒子的表面。
图10A和10B显示通过SEM测量的根据一个实施方式的光催化剂粉末。图11A和11B显示根据一个实施方式的光催化剂粉末的表面成分的分析结果。在图10-11的实施方式中，使用二氧化钛粒子作为光催化剂粉末的粒子。
图10A为显示通过使用SEM拍摄的根据一个实施方式的一个光催化剂粉末即光催化剂大团簇的图。图10B为显示放大的和拍摄的根据一个实施方式的一个光催化剂粉末的表面的图。
参照图10A，根据一个实施方式的光催化剂粉末可以球的形状制造，并且具有球的形状的光催化剂粉末具有高的比表面积。此外，通过参照图10B，根据一个实施方式的光催化剂粉末具有分布在其表面上的二氧化钛粒子，同时二氧化钛粒子形成孔，并且因此根据一个实施方式的光催化剂粉末在其表面上具有不平整度，并且结果，增加了与污染物质接触的接触表面，从而增强了其反应性。
此外，通过参照图11，根据一个实施方式的光催化剂粉末的表面成分仅由二氧化钛构成，并且因此，未出现由粘结剂物质例如硅引起的光的漫射，而光吸收率提高。
图12A为对根据一个实施方式的光催化剂粉末的尺寸进行分析的图，和图12B为显示根据一个实施方式的光催化剂粉末的形状分布的图。
参照图12A和12B，根据一个实施方式的光催化剂粉末的尺寸和形状可极大地变化。即，可根据用户的意图来控制光催化剂粉末的尺寸和形状。因此，取决于光催化剂过滤器的用途，可制造具有对于光催化剂过滤器的用途而言适当的尺寸和形状的光催化剂粉末。
图13为显示根据一个实施方式的光催化剂粉末的比表面积的图。
参照图13，根据一个实施方式的在没有粘结剂物质情况下结合的具有大团簇形状的光催化剂粉末具有与二氧化钛纳米粒子几乎相同的比表面积。因此，未发生由于粉末的形成而引起的比表面积的降低，并且可防止反应效率的降低。
图14为显示根据一个实施方式的光催化剂粉末的氮气吸收/解吸特性的图。
参照图14，与已经描述的图4上的图不同，根据一个实施方式的光催化剂粉末具有几乎彼此一致的氮气吸附特性和氮气解吸特性。因此，吸附在光催化剂过滤器上的氮气完全解析，而不具有其任何积聚的量，并且因此可防止由氮气的积聚而引起的反应性的降低。
图15为显示根据一个实施方式的光催化剂粉末的孔分布的图。
在前面的图5的图上，通过粘结剂结合的光催化剂粉末不具有均匀分布的孔，并且特别地，几乎未产生中尺寸/大尺寸的孔(在中位置/大位置处的孔)。然而，参照图15，根据一个实施方式的光催化剂粉末具有即使在中尺寸/大尺寸(中位置/大位置)处也是均匀分布的孔。因此，根据一个实施方式的光催化剂粉末可均匀地与具有各种粒子尺寸的污染物质反应。
图16为将根据一个实施方式的光催化剂粉末的紫外线吸收率与常规的通过粘结剂结合的光催化剂粉末的紫外线吸收率进行比较的图。
参照图16，在具有280nm-340nm波长的紫外线范围内，根据一个实施方式的光催化剂粉末(本实施方式)的紫外线吸收率是更出色的。如已经描述的图1上所示，对于具有结合到其上的粘结剂的光催化剂粉末(对比例)，由粘结剂物质引起的光的漫射妨碍了光的吸收，而对于根据一个实施方式的光催化剂粉末，特别地，所述二氧化钛粉末具有出色的透光率，并且因此光的吸收活跃地进行。
图17为将根据一个实施方式使用的不具有粘结剂的光催化剂粉末除去污染物质的性能与常规的使用粘结剂结合的光催化剂粉末除去污染物质的性能进行比较的表。
参照图17，根据本公开内容的一个实施方式的光催化剂粉末(本实施方式)，通过将CH3CHO除去约52.7%、将CH3COOH除去约100%、和将NH3除去约94.3%而显示出约74.9%的除去污染物质的平均性能。与之形成对照，通过粘结剂结合的光催化剂粉末(对比例)，通过将CH3CHO除去约10.0%、将CH3COOH除去约62%、和将NH3除去约34%而显示出约35.3%的除去污染物质的平均性能，并且因此发现，根据一个实施方式的在不使用粘结剂的情况下结合的光催化剂粉末具有出色得多的性能。
虽然已经显示和描述了一些实施方式，然而本领域技术人员将理解，在这些实施方式中可进行变化而不脱离本公开内容的原理和精神，本公开内容的范围在权利要求及其等同物中限定。

Claims (15)

1.制造光催化剂粉末的方法，包括：
通过将光催化剂物质纳米粒子经由挤出而成型为一定形状，形成初始的光催化剂粉末；和
通过将所述初始的光催化剂粉末注入到预定的分裂溶液中而将所述初始的光催化剂粉末分裂为多个光催化剂粉末，所述初始的光催化剂粉末通过所述预定的分裂溶液分裂为所述多个光催化剂粉末。
2.权利要求1的方法，进一步包括：
将经分裂的光催化剂粉末在预定温度和预定压力下煅烧；和
将经煅烧的光催化剂粉末在预定温度和预定压力下烧结。
3.权利要求1的方法，其中：
所述预定的分裂溶液为选自包括如下的组中的至少一种：无定形物溶液、胶体溶液、蒸馏水和具有可见光感应物质的溶液，所述可见光感应物质为选自包括K、Mn和Na的组中的至少一种。
4.权利要求1的方法，其中：
所述预定的分裂溶液包括具有与所述光催化剂物质相同的物质的无定形物溶液。
5.权利要求1的方法，其中：
所述光催化剂物质为选自包括如下的组中的至少一种：二氧化钛(TiO2)、氧化锌(ZnO)、硫化镉(CdS)、钛酸钡(BaTiO3)、二氧化锆(ZrO2)、氧化钨(WO3)、铌酸钾晶体(KNbO3)、和钛酸锶(SrTiO3)。
6.权利要求1的方法，其中：
在光催化剂物质纳米粒子经由挤出的成型中，将粘结剂物质加入到所述光催化剂物质纳米粒子中。
7.权利要求1的方法，其中：
所述预定的分裂溶液为具有阳离子或阴离子掺杂物质的掺杂溶液。
8.光催化剂粉末，其具有成簇的光催化剂物质纳米粒子，其中：
所述光催化剂物质为选自包括如下的组中的至少一种：二氧化钛(TiO2)、氧化锌(ZnO)、硫化镉(CdS)、钛酸钡(BaTiO3)、二氧化锆(ZrO2)、氧化钨(WO3)、铌酸钾晶体(KNbO3)、和钛酸锶(SrTiO3)；和
所述光催化剂物质纳米粒子通过其内聚力而成簇。
9.权利要求8的光催化剂粉末，其中：
所述光催化剂粉末包括具有在所述光催化剂粉末的内部成簇的粘结剂物质粒子的粉末。
10.权利要求8的光催化剂粉末，其中：
所述光催化剂粉末用阳离子或阴离子掺杂。
11.权利要求8的光催化剂粉末，其中：
所述光催化剂粉末具有在其表面处由与所述光催化剂物质相同的物质形成的阻隔物。
12.光催化剂粉末，其通过包括如下的方法形成：
通过将光催化剂物质纳米粒子经由挤出成型而成型为一定形状，形成初始的光催化剂粉末；和
将所述初始的光催化剂粉末注入到预定的分裂溶液中。
13.权利要求12的光催化剂粉末，其中：
所述预定的分裂溶液为选自包括如下的组中的至少一种：无定形物溶液、胶体溶液、蒸馏水和具有可见光感应物质的溶液，所述可见光感应物质为选自包括K、Mn和Na的组中的至少一种。
14.权利要求12的光催化剂粉末，其中：
所述预定的分裂溶液包括具有与所述光催化剂物质相同的物质的无定形物溶液。
15.权利要求12的光催化剂粉末，其中：
所述光催化剂物质为选自包括如下的组中的至少一种：二氧化钛(TiO2)、氧化锌(ZnO)、硫化镉(CdS)、钛酸钡(BaTiO3)、二氧化锆(ZrO2)、氧化钨(WO3)、铌酸钾晶体(KNbO3)、和钛酸锶(SrTiO3)。
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