CN1887032A - El纤维和光催化反应容器 - Google Patents
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Abstract
光催化反应是仅发生于粒子表面的反应，因此必须以紫外光均匀照射粒子表面。但其需要有特定装置，且在光催化剂粒子的交换中回收成本偏高。此外难以应用至大型反应器，特别是难以应用外部光源系统。本发明克服了这些问题。具有波长不超过400nm的紫外光或可见光发射功能的EL纤维的特征在于，纤维的断面结构包括位于半径方向中心处的内电极、设置于内电极周围的内绝缘层、发光层、外电极以及置于最外表面的保护层，并且通过在电极之间施加交流电场而发光。
Description
技术领域
本发明涉及对有机物、细菌等具有分解或杀菌作用的EL纤维，以及包含该EL纤维的光催化反应器。
背景技术
鉴于近来的环境问题，使得对有害物质、细菌·病毒等进行分解或杀菌的光催化材料受到关注。代表性的光催化剂是TiO2。其通常是通过波长不超过400nm的紫外光发挥光催化功能的材料。因此，光催化剂几乎不能通过带有少量紫外光的太阳光产生催化效果。
也已经开发出甚至通过波长超过400nm的可见光起作用的光催化材料。这样的材料通常是以N、S、Mn、Fe、Co、Zn、Cu等掺杂的锐钛矿型晶系的TiO2，因而使可见光的吸收增加。大部分此类材料即便通过可见光也可发挥光催化功能。但其性能则降至紫外光与锐钛矿型TiO2组合的性能的约1/100。例外地，有报道以硫元素掺杂的TiO2性能并未显著降低(参见2003年日本电化学学会秋季大会，演讲摘要集，日本电化学学会，322页)。
但是，在任一情况下都必须另外使用诸如汞灯的外部光源，用以使上述光催化剂起作用。因此，反应器的小型化就受到阻碍，另外必须使用有害物质汞。近来，有时采用发射紫外光的发光二极管(LED)代替汞灯。
另一方面，通过电致发光进行发光的称作EL纤维的发光纤维已经是公知的。图1示出了其概念性结构。标号1指内电极，标号2指内绝缘层，标号3指发光层，标号4指外绝缘层，标号5指外电极，标号6指保护层。可不设置外绝缘层4。通过在两电极之间施加交流电压，使被称作热电子的高能级电子通过绝缘层在发光层内移动，热电子激发发光层内的半导体粒子或者包含于半导体粒子内的特定离子，从而产生发光。由于纤维通过电致发光而发光，因此将该纤维称作EL纤维。通常，市售EL纤维是仅发射绿色或蓝色可见光的纤维，其被用于各种照明等等。(参见Plastics，Rubber and Composites Progressing andApplications 1998.Vol.27，No.3，160-165页)。
发明的公开
光催化反应是仅发生于粒子表面的反应，因此必须以紫外光均匀照射粒子表面。然而，存在诸如下述的一些问题。
(1)在对象物是气体的情况下，用作光催化剂的TiO2粒子必须浮游于反应器内，因此需要有特定的装置。在对象物是液体的情况下，光催化剂粒子必须分散于液体中。在该情况下，在交换光催化剂粒子时就需耗费回收的成本。
(2)由于紫外光在大气中倾向于被吸收，因此光源必须设置于附近，并且难以应用于大型反应器。特别地，对于对象物是浑浊液体的情况，紫外光衰减明显，因此不能适用外部光源系统。
本发明是在上述EL纤维最初构想的基础上进行改良，从而使其具有对有机物质、细菌等的分解或杀菌功能，从而解决了上述问题。由此完成了本发明。
本发明的第一方面涉及主要具有紫外光发射功能的EL纤维。EL纤维具有波长不超过400nm的紫外光或可见光发射功能，其中纤维的断面结构包括位于半径方向中心处的内电极、设置于内电极周围的内绝缘层、发光层、外电极、设置于最外表面的保护层，且通过在电极之间施加交流电场而发光。在EL纤维中，构成发光层的荧光体粒子由发射紫外光的材料构成。细菌和病毒可被紫外光直接分解或杀菌。特别地，254nm的紫外光因直接破坏细菌和病毒的DNA因此被广泛用于杀菌灯。因此，发射254nm紫外光的EL纤维成为杀菌灯的替换性选择。
本发明的第二方面涉及具有紫外光或可见光发射功能的EL纤维。EL纤维具有波长不超过550nm的紫外光或可见光发射功能，其中纤维的断面结构包括位于半径方向中心处的内电极、设置于内电极周围的内绝缘层、发光层、外电极、保护层以及设置于最外表面且具有光催化功能的粒子层或薄膜，且通过在电极之间施加交流电场而发光。即，EL纤维和光催化剂是一体化的。
在第二方面，所发出的可见光或紫外光照射光催化剂，通过光催化作用使有机物质、细菌、病毒等被分解·杀菌。因此，其应用范围比仅发射紫外光的第一方面要广。
本发明的其他方面涉及含上述EL纤维的光催化反应器，此外涉及具有一结构的光催化反应器，在该结构中EL纤维和光催化纤维以交替位置相组合。
图1示出了适用于本发明一方面的EL纤维。内电极1可以是普通金属，采用了铜线。内绝缘层2用于对发光层3均匀施加交流电场。通常单独使用介电树脂例如氰基树脂，或者使用介电树脂与高介电常数陶瓷粉末例如BaTiO3的混合物。其厚度为数十微米。对于外电极5，由于从发光层3发出的紫外光或可见光必须透过，因此使用由铟-锡基氧化物(ITO)等形成的透明电导膜，或者将厚度减至0.1μm或更低的NiCr合金等作为候选。
保护层6用于保护发光层3和外电极5免受外部环境因素例如湿气的影响，并且从内部发出的光也必须透过。对于可见光的情况，可使用普通透明树脂。但对于紫外光，则必须使用适于紫外光透过的树脂。该树脂的实例包括由MITSUBISHI RAYON CO.，LTD.制造的ACRYLITE。保护层6自身可由具有光催化功能的材料形成。例如，考虑通过溅射而涂覆致密TiO2涂层。
在常见EL纤维的发光层3中，荧光体粒子是分散于介电树脂中的，发光层3的厚度为数十微米。同样，在本发明中，发射波长超过400nm的可见光的发光层3可与常见EL纤维中的发光层3相同。但是，对于比其更短的波长而言，当使用介电树脂时可由于长期使用而使树脂劣化。因此，优选使用介电陶瓷代替树脂。具有高介电常数的各种材料，例如BaTiO3、SrTiO3和PbTiO3均可考虑用作介电陶瓷。也就是得到具有芯-壳型结构的层，其中荧光体粒子分散于介电陶瓷中。
最重要的是荧光体。ZnS基材料已是广泛公知的荧光体材料，在本发明中其通过与介电树脂相结合，经电致发光而产生高效率的发光，其也用作普通EL纤维的荧光体(参见Plastics，Rubber and CompositesProgressing and Applications 1998.Vol.27，No.3，pages 160-165)。
如图2所示，以作为第二添加元素的Cl或Al掺杂ZnS。这些添加元素在ZnS导带下形成施主能级。另一方面，Cu、Ag等用作掺杂的第一添加元素。这些元素形成ZnS导带上的受主能级。当以诸如电子束或紫外光的能量辐照ZnS时，价带内的电子被一次性激发入导带内，随后被施主能级捕获。另一方面，价带内新生成的电洞被受主能级捕获。通过位于施主能级的电子与位于受主能级的电洞的组合而出现发光。这是被称作施主-受主(DA)发光的发光类型，是能够显示极高发光效率的发光机制。如式(1)所示，发光波长基本上由施主能级与受主能级之间的能量差来决定，能量差增加则致发光波长变短。即发光能量hv由如下表示：
hv＝Eg-(ED+EA)-e2/(4πε0εrr) (1)
其中Eg表示ZnS的带隙能，ED表示施主的结合能，EA表示受主的结合能，e表示元电荷，ε0表示真空介电常数，εr表示相对静电介电常数，r表示施主与受主之间的距离。
对于具有上述发光机制的ZnS基荧光体，ZnS:Ag，Cl和ZnS:Cu，Al分别作为蓝色荧光体和绿色荧光体已经实用化。因此，可采用这些荧光体，用以发射出波长约450-550nm的可见光。
从式(1)可看出，发光波长主要在半导体材料的带隙以及施主与受主能级的基础上确定。即，为了使发光波长变短，有必要(1)增加Eg，(2)减少ED和(3)减少EA。其中，ED约0.1eV，其不会因掺杂用的元素而明显改变。此外，当将Ag用于掺杂时，EA为0.7eV。因此，为了使发光波长变短，实质上最重要的是增加Eg。用于形成受主能级的添加元素的实例包括Cu、Ag、Au、Li、Na、N、As、P和Sb。用于形成施主能级的添加元素的实例包括Cl、Al、I、F和Br。
相信主要有两种方法用作增加带隙能(Eg)的方法。一种方法是使基质半导体为带隙大于ZnS带隙(Eg＝3.7eV)的第二成分半导体与ZnS的混合晶体。第二成分半导体的实例包括II-IV族化合物半导体，ZnS同属于该族。硒化物例如MgSe(Eg＝4.0eV)和BeSe(Eg＝4.7eV)也可使用，但从制造简易的角度看，合适地应选择类似于ZnS的硫化物。例如，MgS的Eg为5.1eV，CaS为4.4eV，SrS则为4.3eV，这些化合物是优选的。另外，BaS和BeS也是侯选的化合物。但最优选为MgS。
用于增加带隙的其他方法是减少ZnS粒度，使其粒度达到纳米级。减少粒径会产生量子尺寸效应，由此使带隙增加。上述混合晶体的粒径当然是可以减少的。在此情况下，其粒径可变得比单独使用ZnS时的要大。适于产生量子尺寸效应的粒径依Eg和EA而改变。
带有20摩尔％MgS的ZnS的发光波长为不超过400nm，与粒径无关。如上所述，当MgS用量增加时，粒径的限度趋向于被消除。相反，当MgS用量增加时，发光效率可降低。对于其他第二成分半导体而言同样如此。这意味着对粒径的标准是不超过10nm。
用作紫外发光物质的侯选物实例除上述ZnS基荧光体外，还包括以Gd离子掺杂的物质，例如Y2O3:Gd，Si-Y-O-N:Gd以及ZnF2:Gd；GaN；以及ZnO。
对于采用波长不超过400nm的紫外光或可见光的情况，光催化材料可以是经常使用的锐钛矿、金红石或板钛矿型TiO2。对于波长超过400nm的可见光，可将掺杂N、S、Mn、Fe、Co、Zn和Cu中至少一种元素的TiO2用作可见光感应性光催化剂。最优选为以S掺杂的材料，其显示出最高的光催化活性。
根据本发明的上述产品用作能直接发射紫外光或发挥光催化作用的小型(compact)光源。因此，将其置于待处理对象物中即可得到有效的分解·杀菌装置，所述待处理对象物例如未被外部光源触及的处于狭窄部分中的流体或者是高浊度液体。
附图简述
图1是可适用于本发明的EL纤维的概念图。
图2是ZnS基荧光体的发光机制的说明图。
图3是光催化反应试验的说明图。
图4是将市售的紫外发光LED以60°间隔布置的实例的说明图。
图5是将汞灯以60°间隔布置的实例的说明图。
图6A和图6B分别是根据实施例1由EL纤维制造的织布的平面图和断面图。
图7是实施例3的说明图。
图8是相对于实施例3的比较例的说明图。
图9是相对于上述实施例3的另一比较例的说明图。
本发明最佳实施方式
下面将参照实施例详细描述本发明。
实施例1
将直径0.1mm、长1m的Cu线用作芯电极。
制备如下粉末。
(绝缘层形成)
BaTiO3：平均粒径0.5μm
树脂：由Shin-Etsu Chemical Co.，Ltd.制造(商品名：Cyanoresin)
(荧光体)
ZnS:Cu，Cl粉末 平均粒径0.5μm(市售)
ZnS:Ag，Cl粉末 平均粒径0.5μm(市售)
ZnS:Ag，Cl粉末 平均粒径3-15nm
使用行星式球磨装置(球直径50μm)，在Ar气氛中以150G加速度对市售ZnS:Ag，Cl粉末(平均粒径0.5μm)粉碎各种时间，从而制得粉末。
(光催化剂)
锐钛矿型TiO2 平均粒径0.05μm(市售)
TiO2:S 平均粒径0.05μm
将硫脲(CH4N2S)粉末和Ti(OC3H7)4混合于乙醇中，并进行真空浓缩直至达到白色浆料态。此后在600℃于空气中灼烧2小时，从而制得粉末。S的掺杂量规定为氧的2原子％。
(a)绝缘层的形成
将树脂分散并溶解入环己酮中，使其达到30体积％。将BaTiO3粉末分散(30体积％)入该溶液中。以旋转辊将所得溶液涂布Cu线，厚度控制在30μm，并在120℃实施1小时的干燥，从而形成绝缘层。
(b)发光层的形成
将树脂分散并溶解入环己酮中，使其达到30体积％，由此制得溶液。在Ar气氛中，将荧光体粉末于该溶液中进行分散处理(30体积％)。以旋转辊将所得溶液涂布至(a)项的绝缘层表面，将厚度控制在40μm，并在120℃实施10小时的干燥，从而形成发光层。
(c)外电极的形成
将所得产品置于溅射装置中，在130℃以厚度0.2μm的ITO电极涂覆发光层表面。
(d)保护层的形成
以旋转辊将作为紫外线透过树脂的ACRYLITE熔融体进行涂布，涂层厚度设定在100μm。
(e)光催化层的形成
将光催化粒子分散于醇中，从而制得液体。将EL纤维浸渍于液体内并取出，从而使EL纤维表面涂覆有TiO2粒子。
(f)评价
(1)发光效率
在以光催化层涂覆之前，于EL纤维的芯电极与ITO电极之间施加150V、400Hz的交流电场。以亮度计或紫外线照度计测量发光的亮度，由投入的电力计算发光效率。
(2)光催化反应实验
将长度1m以TiO2涂覆的EL纤维以500根系成束后，将其置于直径50cm、长度1m的反应器内。如图3所示，将含有浓度100ppm三氯乙烯的水从反应器入口引入，并在循环的同时从单独的出口排出。预先加入相对于水为5％的墨汁液，从而有意地使水着色，由此使液体具有高浊度。此时，在所有的芯电极和ITO电极之间施加150V、400Hz交流电场。测定至三氯乙烯完全分解所需的时间。
作为比较的目的，制造其中将市售的紫外发光LED(发光波长360nm，输出50mW)以60°间隔布置(图4)以及其中将汞灯(发光波长254nm，输出100mW)以60°间隔、90mm间距(pitch)布置的设备(图5)，并将100g上述锐钛矿型TiO2粒子分散于反应器内所含的液体中。从反应器外侧施加紫外光，测定至完全分解所需的时间。
结果示于表1中。
| 第一半导体材料 | 第二半导体材料 | 第二半导体材料用量(摩尔％) | 施主类型 | 受主类型 | 粉碎时间(hr) | 绝缘层 | 荧光体粒径(nm) | 发光波长(nm) | 发光效率(lm/W) | 光催化剂 | 至完全分解时的时间(hr) |
| ZnS | 无 | 0 | Cl | Cu | 市售 | 氰基树脂+BaTiO3 | 500 | 533 | 9.2 | TiO2:S | 20.1 |
| ZnS | 无 | 0 | Cl | Ag | 市售 | 氰基树脂+BaTiO3 | 500 | 439 | 9.1 | TiO2:S | 9 |
| ZnS | 无 | 0 | Cl | Ag | 2 | 氰基树脂+BaTiO3 | 20 | 437 | 9.7 | TiO2:S | 8.9 |
| ZnS | 无 | 0 | Cl | Ag | 8 | 氰基树脂+BaTiO3 | 5 | 414 | 9.8 | TiO2:S | 8.6 |
| ZnS | 无 | 0 | Cl | Ag | 12 | 氰基树脂+BaTiO3 | 3.5 | 391 | 10.5 | 锐钛矿 | 5 |
| ZnS | 无 | 0 | Cl | Ag | 12 | 氰基树脂+BaTiO3 | 3 | 377 | 10.4 | 锐钛矿 | 1.1 |
| ZnS | 无 | 0 | Cl | Ag | 12 | 氰基树脂+BaTiO3 | 3.5 | 391 | 10.5 | TiO2:S | 5.3 |
| ZnS | 无 | 0 | Cl | Ag | 12 | 氰基树脂+BaTiO3 | 3 | 377 | 10.4 | TiO2:S | 1.2 |
| GaN基LED | 360 | 40 | 锐钛矿 | 100＜ | |||||||
| 低压汞灯 | 254 | 80 | 锐钛矿 | 100＜ |
对于外部光源系统，实施最高达100小时的实验。但三氯乙烯并未能完全分解。相信其原因在于，液体的透明度偏低，紫外光没有充分进入反应器内部，因此光催化剂没有发挥其作用。
另一方面，当使用本发明的产品时，则发生了分解。当将TiO2:S用作光催化剂时，甚至波长超过400nm的可见光也能实现分解。当使用紫外光时具有高分解能力，此外，随紫外光的波长变短分解能力相应增加。相信其原因在于，当波长变短时光催化剂可被充分激发。
实施例2
将直径0.1mm、长度1m的Cu线用作芯电极。
制备如下粉末。
(绝缘层形成)
Ba(OCH3)2
Ti(OC2H5)4
(荧光体)
ZnS-MgS:Ag，Cl粉末 平均粒径3-15nm
将市售ZnS:Ag，Cl粉末(平均粒径0.5μm)与预定量的MgS粉末(平均粒径0.5μm)混合，并使用行星式球磨装置(球直径40μm)，在Ar气氛中以144G加速度对其粉碎不同时间，从而制得粉末。
(a)绝缘层的形成
将Ba(OCH3)2和Ti(OC2H5)4的醇溶液各自蒸发并引入CVD反应器内。另一方面，通过另一途径引入氧。在900℃温度和0.04MPa压力下实施2小时的反应，从而使Cu芯电极表面涂覆有20μm厚度的BaTiO3。
(b)发光层的形成
在Ar气氛中，将荧光体粉末分散于混合有等摩尔量Ba(OCH3)2和Ti(OC2H5)4的醇溶液(浓度0.2mol/l)中而制得溶液，将绝缘层形成之后的试料浸渍入该所得溶液中，并取出。在900℃于空气中实施30min的灼烧。重复30min的灼烧，从而形成厚度20μm、其中荧光体粒子分散于BaTiO3中的发光层。
(c)外电极的形成
将所得产品置于溅射装置中，于530℃对发光层表面涂覆厚度0.2μm的ITO电极。
(d)兼具光催化剂作用的保护层的形成
通过溅射法各自于600℃形成厚度5μm的锐钛矿型TiO2以及厚度5μm的TiO2:S，后者中的TiO2相对于氧掺杂有2原子％的S。
(f)评价
(1)发光效率
在以光催化层涂覆之前，于EL纤维的芯电极与ITO电极之间施加200V、300Hz的交流电场。以亮度计或紫外线照度计测量发光的亮度，由投入的电力计算发光效率。
(2)光催化反应实验
将长度1m的EL纤维以500根系成束后，将其置于50cm直径、1m长度的反应器内。如图3所示，将含有浓度180ppm乙醛的水从反应器入口引入，并在循环的同时从单独的出口排出。预先加入相对于水为10％的墨汁液，从而有意地使水着色，由此使液体具有高浊度。此时，在所有的芯电极和ITO电极之间施加200V、300Hz交流电场。测定至乙醛完全分解所需的时间。
结果如表2所示。
| 第一半导体材料 | 第二半导体材料 | 第二半导体材料用量(摩尔％) | 施主类型 | 受主类型 | 粉碎时间(hr) | 绝缘层 | 荧光体粒径(nm) | 发光波长(nm) | 发光效率(lm/W) | 光催化剂 | 至完全分解时的时间(hr) |
| ZnS | MgS | 20 | Cl | Ag | 4 | BaTiO3 | 8.7 | 399 | 10.9 | 锐钛矿 | 13.9 |
| ZnS | MgS | 40 | Cl | Ag | 4 | BaTiO3 | 8.7 | 373 | 11.6 | 锐钛矿 | 2.2 |
| ZnS | MgS | 50 | Cl | Ag | 4 | BaTiO3 | 8.7 | 360 | 12 | 锐钛矿 | 0.6 |
| ZnS | MgS | 20 | Cl | Ag | 4 | BaTiO3 | 8.7 | 399 | 10.9 | TiO2:S | 6.8 |
| ZnS | MgS | 40 | Cl | Ag | 4 | BaTiO3 | 8.7 | 373 | 11.6 | TiO2:S | 1 |
| ZnS | MgS | 50 | Cl | Ag | 4 | BaTiO3 | 8.7 | 360 | 12 | TiO2:S | 0.88 |
由于荧光体为ZnS-MgS混合晶系，发光波长进一步变短，因此增加了分解速率。由于绝缘层和发光层内的电介质为具有高介电常数的BaTiO3，因此得到了高发光效率。
即使将TiO2用作保护层也能发挥光催化功能。
实施例3
将实施例1中的EL纤维以3mm间距进行二维缎织，从而制得尺寸为500mm×500mm的织布。图6A是其平面图，图6B是其断面图。
制备由光催化纤维形成并被切成500mm×500mm的织布(UBEINDUSTRIES，LTD.制造)。
将EL纤维织布和光催化织布交替堆积，以各50层进行层压，从而制得光催化设备。
将该设备置于图7所示容器(厚度70mm、断面面积500mm×500mm的反应器)。将二英的一种，2，3’，4，4’，5-Pc-CB，溶解于水中，由此制得30L浓度为100pg/l的溶液。此时，预先加入相对于水为5％的墨汁液，从而有意地使水着色，由此制得具有高浊度的液体。
在电极之间施加200V和500Hz的交流电场，同时将上述所得液体以2.5l/min的流速进行循环。测量最高达100hr的时间，直至二英完全分解。
作为比较，将50层的光催化织布单独层压，并将由此制得的设备置于相同的容器内，分别制备将市售的紫外发光LED(发光波长360nm，输出50mW)以35mm间距布置的光源(图9)和将汞灯(发光波长254nm，输出100mW)以35mm间距布置的光源(图8)，并将光源置于容器外侧。从容器外侧实施照射，测定至完全分解所需的时间。
结果如表3中所示。
| 第一半导体材料 | 第二半导体材料 | 第二半导体材料的用量(摩尔％) | 施主类型 | 受主类型 | 粉碎时间(hr) | 绝缘层 | 荧光体粒径(nm) | 发光波长(nm) | 发光效率(lm/W) | 光催化剂 | 墨汁液的添加 | 至完全分解时的时间(hr) |
| ZnS | 无 | 0 | Cl | Ag | 18 | 氰基树脂+BaTiO3 | 2.5 | 355 | 10.4 | 锐钛矿 | 是 | 34 |
| ZnS | 无 | 0 | Cl | Ag | 18 | 氰基树脂+BaTiO3 | 2.5 | 355 | 10.4 | 锐钛矿 | 否 | 8 |
| GaN基LED | 360 | 40 | 锐钛矿 | 是 | 100＜ | |||||||
| 低压汞灯 | 254 | 80 | 锐钛矿 | 是 | 100＜ | |||||||
| GaN基LED | 360 | 40 | 锐钛矿 | 否 | 18 | |||||||
| 低压汞灯 | 254 | 80 | 锐钛矿 | 否 | 11 | |||||||
对本发明产品而言，其显示分解时间比外部光源系统的要短。特别地，当处理高浊度液体时这种差距增加。相信其原因在于发射出的光被污浊源吸收了。即便是低浊度的情况，本发明产品显示的分解时间也是短的。相信其原因在于，当将光催化织布进行层压时，光线并不均匀到达织布内侧。另一方面，对于本发明的产品而言，由于光源位于光催化织布附近处，因而相信所有的光催化织布都均匀地发挥了其功能，而与层压的数目无关。
产业适用性
本发明的产品是能通过例如施加交流电压而发射紫外光的纤维。当将本发明产品置于浑浊流体中并使其发挥功能时，无需使用外部紫外光源例如紫外灯或紫外LED即可有效实现光催化反应。特别地，即使是浑浊流体显著吸收紫外光且外部光源不能处理的情况，其也可有效实现光催化反应。
包含本发明产品的光催化反应器能分解有机物质并对细菌进行杀菌等等，因此可用于各种领域，例如分解并去除NOx、SOx、CO气体、柴油机微粒、花粉、尘埃、螨虫等空气中的污染物，分解并去除污水中所含的有机化合物，用于对一般细菌、病毒等进行杀菌的光源，分解化工厂内产生的有毒气体，分解发气味的组分，以及超纯水制造装置中所用的杀菌光源。
可与陶瓷过滤器、光催化薄片、光催化织布等相结合。例如，当将本发明产品置于预先携带有光催化剂的陶瓷蜂巢过滤器的小室内，可同时提供陶瓷过滤器的分离功能以及光催化功能。例如，还有将本发明产品通过编织而置入光催化织布中的方法。以此方式还可应用于汽车废气处理用的蜂巢部件、空气清净机用的过滤器、过滤污水的过滤器、各种净水器、温泉的杀菌、以及杀虫剂。
Claims (14)
1.具有波长不超过400nm的紫外光或可见光发射功能的EL纤维，该EL纤维的特征在于，纤维的断面结构包括位于半径方向中心处的内电极、设置于内电极周围的内绝缘层、发光层、外电极以及设置于最外表面的保护层，并且通过在电极之间施加交流电场而发光。
2.根据权利要求1的EL纤维，其中在发光层和外电极之间设置有外绝缘层。
3.具有波长不超过550nm的紫外光或可见光发射功能的EL纤维，该EL纤维的特征在于，纤维的断面结构包括位于半径方向中心处的内电极、设置于内电极周围的内绝缘层、发光层、外电极、保护层以及设置于最外表面且由具有光催化功能的材料形成的粒子层或薄膜，并且通过在电极之间施加交流电场而发光。
4.根据权利要求3的EL纤维，其中在发光层和外电极之间设置有外绝缘层。
5.根据权利要求3或权利要求4的EL纤维，其中保护层自身由具有光催化功能的材料形成。
6.根据权利要求3-5中任一项的EL纤维，其中具有光催化功能的材料为TiO2和/或掺杂有N、S、Mn、Fe、Co、Zn和Cu中的至少一种元素的TiO2。
7.根据权利要求1-4中任一项的EL纤维，其中发光层具有一结构，在该结构中具有可见光或紫外光发射功能的荧光体粒子分散于含有介电树脂和介电陶瓷中至少一种的基质中。
8.根据权利要求1-4中任一项的EL纤维，其中构成发光层的荧光体含有ZnS作为第一主成分，并含有在部分包含或不包含II-IV族化合物半导体的半导体中构成受主能级的第一添加元素和构成施主能级的第二添加元素作为第二成分。
9.根据权利要求8的EL纤维，其中第一添加元素为Cu、Ag、Au、Li、Na、N、As、P和Sb中的至少一种，第二添加元素为Cl、Al、I、F和Br中的至少一种。
10.根据权利要求8的EL纤维，其中第一添加元素是Ag。
11.根据权利要求8的EL纤维，其中第二成分的半导体含有MgS、CaS、SrS、BeS和BaS中的至少一种。
12.根据权利要求1-4中任一项的EL纤维，其中构成发光层的荧光体的平均粒径为不超过10nm。
13.光催化反应器，其包括权利要求1-4任一项的EL纤维。
14.光催化反应器，其具有一结构，在该结构中权利要求1-4任一项的EL纤维与光催化纤维以交替位置组合。
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