CZ301227B6 - Prostredek pro povrchovou úpravu predmetu a stavebních prvku nánosem ochranné vrstvy s fotakatalytickým a samocisticím úcinkem a zpusob jeho výroby a aplikace - Google Patents
Prostredek pro povrchovou úpravu predmetu a stavebních prvku nánosem ochranné vrstvy s fotakatalytickým a samocisticím úcinkem a zpusob jeho výroby a aplikace Download PDFInfo
- Publication number
- CZ301227B6 CZ301227B6 CZ20070395A CZ2007395A CZ301227B6 CZ 301227 B6 CZ301227 B6 CZ 301227B6 CZ 20070395 A CZ20070395 A CZ 20070395A CZ 2007395 A CZ2007395 A CZ 2007395A CZ 301227 B6 CZ301227 B6 CZ 301227B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- composition
- metal
- precursor
- objects
- siloxanes
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 21
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 title claims abstract description 13
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 title claims abstract description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 title claims abstract description 7
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 title claims abstract description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 6
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 title claims abstract description 5
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 title abstract 2
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims abstract description 15
- -1 siloxanes Chemical class 0.000 claims abstract description 15
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 13
- 229910052751 metal Chemical class 0.000 claims abstract description 13
- 239000002184 metal Chemical class 0.000 claims abstract description 13
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 11
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 claims abstract description 8
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 claims abstract description 6
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- 239000000809 air pollutant Substances 0.000 claims abstract description 4
- 231100001243 air pollutant Toxicity 0.000 claims abstract description 4
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000001782 photodegradation Methods 0.000 claims abstract description 3
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 13
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 8
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 4
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims description 4
- XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J titanium tetrachloride Chemical group Cl[Ti](Cl)(Cl)Cl XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims description 4
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052692 Dysprosium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052693 Europium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052772 Samarium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910000311 lanthanide oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 claims description 2
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- YONPGGFAJWQGJC-UHFFFAOYSA-K titanium(iii) chloride Chemical compound Cl[Ti](Cl)Cl YONPGGFAJWQGJC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 2
- 229910000314 transition metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 8
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 abstract description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract description 2
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical class O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 34
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 13
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 9
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 9
- 239000000047 product Substances 0.000 description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 5
- CCTFMNIEFHGTDU-UHFFFAOYSA-N 3-methoxypropyl acetate Chemical compound COCCCOC(C)=O CCTFMNIEFHGTDU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 4
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 235000005811 Viola adunca Nutrition 0.000 description 3
- 240000009038 Viola odorata Species 0.000 description 3
- 235000013487 Viola odorata Nutrition 0.000 description 3
- 235000002254 Viola papilionacea Nutrition 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N disiloxane Chemical class [SiH3]O[SiH3] KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 3
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 description 3
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 3
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 description 2
- 239000008199 coating composition Substances 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 2
- 238000013032 photocatalytic reaction Methods 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- LFQCEHFDDXELDD-UHFFFAOYSA-N tetramethyl orthosilicate Chemical compound CO[Si](OC)(OC)OC LFQCEHFDDXELDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000003608 titanium Chemical class 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 1
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 1
- 238000004042 decolorization Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229940015607 hydro 40 Drugs 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 229920000592 inorganic polymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 1
- 125000002524 organometallic group Chemical group 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000006862 quantum yield reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 238000007761 roller coating Methods 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- YUKQRDCYNOVPGJ-UHFFFAOYSA-N thioacetamide Chemical compound CC(N)=S YUKQRDCYNOVPGJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DLFVBJFMPXGRIB-UHFFFAOYSA-N thioacetamide Natural products CC(N)=O DLFVBJFMPXGRIB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009974 thixotropic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
- C09D5/16—Antifouling paints; Underwater paints
- C09D5/1606—Antifouling paints; Underwater paints characterised by the anti-fouling agent
- C09D5/1612—Non-macromolecular compounds
- C09D5/1618—Non-macromolecular compounds inorganic
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
- B01J21/06—Silicon, titanium, zirconium or hafnium; Oxides or hydroxides thereof
- B01J21/063—Titanium; Oxides or hydroxides thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
- B01J21/06—Silicon, titanium, zirconium or hafnium; Oxides or hydroxides thereof
- B01J21/066—Zirconium or hafnium; Oxides or hydroxides thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
- B01J35/39—Photocatalytic properties
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
- B01J37/0215—Coating
- B01J37/0219—Coating the coating containing organic compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D1/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on inorganic substances
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
- C09D7/40—Additives
- C09D7/60—Additives non-macromolecular
- C09D7/61—Additives non-macromolecular inorganic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/20—Oxides; Hydroxides
- C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
Prostredek k povrchové úprave predmetu a staveb nánosem ochranné vrstvy s fotokatalytickým a samocisticím úcinkem, zejména pak s úcinky katalýzy fotodegradace vzdušných polutantu je tvoren prekurzorem na bázi disperze alespon jedné slouceniny ze skupiny oxidu a solí kovu v nanokrystalické forme, fotoaktivní i ve viditelné oblasti spektra slunecního zárení. Tento prekurzor je produktem hydrolýzy rozpustné soli príslušného kovu v prostredí silikátu, esteru kyseliny kremicité, siloxanu nebo alkoxidu kremíku. Zpusob výroby prostredku k povrchové úprave predmetu a staveb spocívající v tom, že roztok rozpustné soli príslušného kovu je hydrolyzován za teploty místnosti, nebo zvýšené teploty v prítomnosti silikátu, esteru kyseliny kremicité, siloxanu a alkoxidu kremíku.
Description
Prostředek pro povrchovou úpravu předmětů a stavebních prvků nánosem ochranné vrstvy s fotokatalytickým a samočisticím účinkem a způsob jeho výroby a aplikace
Oblast techniky
Vynález se týká jednak složení fotokatalyticky účinného prostředku se samočisticím efektem pro povrchovou úpravu předmětů a stavebních prvků depozicí ve formě tenké vrstvy zabezpečující účinnou degradaci polutantú v koexistujícím plynném okolí a jednak způsobu jeho přípravy a to aplikace.
Dosavadní stav techniky ii V současné době je známa již celá řada řešení povrchových vrstev a nánosů obsahujících fotokatalyticky aktivní přísady, zejména pak oxid titaničitý - jedná se např. o povrchové vrstvy na bázi práškové vrstvy nebo thixotropního vodného roztoku nanokry stal ického oxidu titaničitého podle přihlášky WO 2005 066286 nebo ochranné membrány lahví (kontejnerů) obsahující nanočástice oxidu titaničitého.
Fotokatalyticky aktivní pigment na bázi oxidu titaničitého je předmětem např. přihlášky WO 2004 020535; fotokatalyticky aktivní přísady na bázi směsí oxidu titaničitého s oxidy jiných kovů jsou pak známy z patentové přihlášky US 2004 258581 nebo užitného vzoru CZ 17548.
Nověji je popsáno složení a fotokatalytická aktivita tenkých povrchových vrstev a partikulárních soustav dispergovaných v kapalných, plynných a tuhých prostředích, stimulovaná chemicky (atomární a molekulární aktivátory), fyzikálně (účinkem elektromagnetických a čističových toků a polí), mechanickým drcením, případně elektrickým výbojem. Jako příklad možno uvést: monografie H. de Lasu, B. Serana a M. Salaicese (Photocatalytic Reaction Engineering, Springer,
Dordrecht 2005), nebo D. Ollis a H. Al-Akabi (Photocatalytic purifícation and treatment of water and air, Elsevier, Amsterodam 1993), případně A. Fujishima, K. Hashimoto a T. Watanabe (TiO2 fotokatalýza, základy a aplikace, Silikátový svaz ČR, Praha 2002) nebo J. Krýsa (Nanomateriály a fotokatalýza, Sborník příspěvků z 1. semináře Výzkumného centra ΝΑΝΟΡΪΝ, Třešť 2007) a další.
Z dalších Časopiseckých publikací je možno uvést např. práce japonských a čínských autorů, např. H. Q. Li a spol. (Chinese J. Catal. 2004,25, 814-818), T. Ohna a spol.(Catal. Letters 2004, 98, 255-258), L. Yonga a spol. (Progr. Chem. 2004, 16, 738-746), a Η. Y Liu a L. Gao, kteří jako první vypracovali přípravu dopovaných vrstev oxidu titaničitého sírou a dusíkem hydro40 termální syntézou (J. Am. Ceram, Soc. 2004,87,1582-1584).
Významná je práce S. Z. Chena, P. Y. Zhanga, W P. Zhu a F. D. Liu (Progr. Chem. 2004. 16, 613-619), věnovaná pokrokům v oblasti fotokatalýzy ve viditelné části spektra.
V současné době je známa již také řada přípravků s aplikací v oblasti stavebních a nátěrových hmot (především pro venkovní stavby a konstrukce) s účinky fotodegradace vzdušných polutantů.
Pokud jde o stavební hmoty, jsou např. z Evropských EP 1196359 a EP 1601626, resp. z přihláŠ50 ky WO 2006 000565 známy cementové směsi obsahující jako přísadu fotokatalyticky aktivní oxid titaničitý.
Z hlediska receptur nátěrových hmot pro povrchové úpravy venkovních staveb a konstrukcí se jedná především použiti organokovových prekurzorů obsahujících Částice fotokatalyticky aktiv55 nich sloučenin - především pak oxidu titaničitého. V tomto směruje např. známo užití prekurzo-1CZ 301227 B6 rů vzniklých homogenní hydrolýzou rozpustných solí (chloridů) titanu močovinou nebo thioacetamidem ve vodném prostředí. Získané prekurzory lze ale, obdobně všechny výše uváděné pigmenty a přísady, použít pouze jako aktivní složku příslušné nátěrové hmoty - nikoliv přímo jako nátěrovou hmotu samotnou.
Z tohoto pohledu je nadějnější využití transparentních vrstev na bázi polyvinylalkoholu nebo hydroxyetylakiylátu - prekurzorů vzniklých hydrolýzou rozpustných solí titanu v přítomnosti příslušných polymerů (např. podle užitného vzoru CZ 17548, resp. Patentu CZ 300800. Ani tyto prekurzory samy o sobě ale nejsou schopny zaručit potřebnou mechanickou a chemickou odolio nost venkovního nátěru. Proto je i zde účelné doplnit složení o vhodnou elastickou složku kompatibilní se systémem.
Vedle toho je známo více způsobů výroby a použití nanometrických a mikrometrických částic kovů ve formě atomárních inkluzí, respektive jejich sloučenin různého složení. V tomto směru se nejčastěji uvádějí přechodné kovy s atomárním Číslem 21 až 30 ajejich sloučeniny. Partikulární a planámí formy oxidů kovů mají využití v mnoha oborech, např. jako pigmenty v přípravě nátěrových hmot, v kosmetice jako součást ochranných gelů proti UV záření, při přípravě tenkých vrstev specifické aplikace v mikro- a optoelektronice. Pro přípravu opticky transparentních forem oxidu titaniČitého (resp. transparentních vrstev) se např. s výhodou používá řízená hydrolýza alkoxidů titanu. Další používanou metodou přípravy tenkých opticky homogenních vrstev oxidu titaniČitého jsou plazmochemická a magnetronová depozice. Jejich nevýhodou je však náročný pracovní postup, složité experimentální zařízení, nutnost ohřevu exponované plochy na teplotu obvykle nad 400 °C a omezená tvarová a rozměrová velikost opracovávaného substrátu. To vše značně komplikuje až vylučuje efektivní využití těchto technologií v oblasti stavebních a nátěro25 vých hmot.
Podstata vynálezu
K. odstranění výše uvedených nedostatků dosavadního stavu techniky přispívá do značné míry prostředek k povrchové úpravě předmětů a staveb nánosem s fotokatalytickým a samočisticím účinkem podle vynálezu.
Tento prostředek, obdobně jako některé výše uvedené známé prostředky k povrchové úpravě předmětů a staveb, obsahuje prekurzor na bázi disperze alespoň jedné sloučeniny ze skupiny oxidů a solí kovů v nanokiystalické formě, fotoaktivní i ve viditelné oblasti spektra slunečního záření.
Podstata vynálezu spočívá v tom, že prekurzorem je produkt hydrolýzy rozpustné soli příslušné40 ho kovu v prostředí silikátů, esterů kyseliny křemičité, siloxanů nebo alkoxidů křemíku, obsahující příslušnou fotoaktivní sloučeninu uloženou na povrchu částic těchto látek.
Fotoaktivní sloučeninou přítomnou v prekurzorů je s výhodou sloučenina ze skupiny zahrnující oxid titaničitý, oxid železitý, a oxid zirkoničitý. Fotoaktivní oxid kovu může být dále s výhodou dopován oxidy přechodných kovů, zejména Fe, Co, Ni, Mn, Cr, V, Ta, Nb, W a/nebo oxidy lanthanoidů, zejména La, Ce, Nd, Y, Sm, Eu, Dy.
Způsob výroby prostředku k povrchové úpravě předmětů a staveb podle vynálezu spočívá v hydrolýze rozpustných solí příslušného kovu za laboratorní nebo zvýšené teploty (s výhodou za tep50 loty do 150 °C) v prostředí silikátů, esterů kyseliny křemičité, siloxanů nebo alkoxidů křemíku.
Rozpustnou solí kovu může být s výhodou chlorid titanity, chlorid titaničitý, nebo oxichlorid titanitý.
-2CZ 301227 B6
Výše popsaným způsobem lze získat nový kompozitní materiál, který lze aplikovat na libovolný povrch a který má po solidifikaci požadované finální vlastnosti. Je pevný, dokonale omyvatelný, vykazuje samočisticí resp. fotokatalytický efekt v důsledku přítomnosti nanočástic oxidu kovu (především pak oxidu titaničitého) a dále vzhledem ke zvolené kombinaci různých anorganic5 kých polymerů je vhodný i na antigrafítové systémy ve formě vodových, lineárních, případně plošných kompozitů. Tento nový materiál lze i s výhodou použít také jako prekurzor pro výrobu sofistikovanějších nátěrových hmot s dalšími pojivovými systémy.
Proti doposud známým fotokatalytickým prostředkům a aplikacím je účinek prostředku podle io vynálezu zesílen synergickým efektem volných radikálů vznikajících v důsledku samovolné generace Griffithových trhlin lokalizovaných na fázových rozhraních předmětných substrátů, prvků stavebních soustav a ochranných vrstev. V průběhu depozice dochází totiž k přetížení některých vazeb v důsledku nesymetrické dísipace lokálních napětí způsobujících generaci trhlin, ve vrcholu kterých je situovaná dvojice volných radikálů. Generované volné radikály vedou jedlí nak ke zvýšení absorbance světelného záření v povrchu i vnitrním objemu tenkých vrstev a zvyšují kvantový výtěžek fotokatalytických reakcí. Tento poznatek neobsahuje žádná z významových částí doposud známých publikací.
Aplikace prostředku podle vynálezu je možná nátěrem, stříkáním i válečkem, kdy po dostateč20 ném naředění lze získat tenké transparentní vrstvy požadované tloušťky a funkčností. Takto ošetřené povrchy získají oproti stávajícím transparentním filmům po osvícení vysoce smáčivý povrch a zvýšenou fotokatalytickou aktivitu pro efektivní rozklad toxických látek, zejména polutantů vzdušné atmosféry.
Příklady provedení vynálezu
Příklad 1
Ve 100 ml konc. kyseliny chlorovodíkové se rozpustí 10 g kovového titanu a doplní na celkový objem 100 ml destilovanou vodou, (dále roztok 1). Ke 100 ml tetraethylorthosilikátu (TEOS) se přidá 50 ml roztoku 1. Po smíchání se reakční roztok zabarví do modrofialova. Roztok se intenzivně míchá za teploty místnosti. Jakmile dojde k odbarvení roztoku, je ukončeno míchání. Pro35 duktem je čirá, opaleskující kapalina s obsahem transparentních částic TiO2.
Příklad 2
Ke 100 ml tetrametoxysilanu (TMOS) se přidá 20 ml 10% TiCl4 v HCI. Po smíchání reakční roztok zůstane čirý. Roztok se intenzivně míchá za teploty místnosti. Vznik i transparentních částic se kontroluje pomocí průchodu laserového paprsku. Produktem je čirá, i opaleskující kapalina s obsahem transparentních částic TiO2.
Příklad 3
Ke 100 ml methyItrietoxisilanu (MTEOS) se přidá 10 ml TiOCl. Po smíchání reakční roztok zůstane čirý. Roztok se intenzivně míchá za teploty místnosti. Vznik transparentních částic se so kontroluje pomocí průchodu laserového paprsku. Produktem je čirá, opaleskující kapalina s obsahem transparentních částic TiO2.
-3CZ 301227 B6
Příklad 4
Ke 100 ml vinyltrietoxisilanu (VTEOS) se přidá 50 ml roztoku 1. Po smíchání se reakční roztok zabarví do modrofialova. Roztok se intenzivně míchá za teploty místnosti. Jakmile dojde k odbarvení roztoku, je ukončeno míchání. Produktem je čirá, opaleskující kapalina s obsahem transparentních částic TiO2.
Příklad 5
Ke 100 ml roztoku 1 se přidá 10% roztok tetraetoxisilanu v ethanolu a metoxypropylacetátu s 0,7 % siloxanů v objemu 800 ml. Po smíchání se roztok zabarví do modrofialova. Reakční roztok se intenzivně míchá za teploty místnosti. Jakmile dojde k odbarvení roztoku, je ukončeno míchání. Produktem je čirá, opaleskující kapalina s obsahem transparentních částic TiO2.
Příklad 6
Ke 100 ml 20% roztoku tetraetoxisilanu bylo přidáno 300 ml ethanolu a 50 ml 15% roztoku 1. 20 Reakční roztok se intenzivně míchá za teploty místnosti. Jakmile dojde k odbarvení roztoku, je ukončeno míchání.
Produktem opět je čirá, opaleskující kapalina s obsahem transparentních částic TÍO2.
Příklad 7
Ke 100 ml 20% roztoku tetraetoxisilanu bylo přidáno 2,5 g 3-(polyoxyethylen) propylheptamethyl trisiloxanu ve 300 ml ethanolu a 100 ml 15% TiCl3 v HCI (Sigma - Aldrich). Reakční směs byla míchána za teploty místnosti do odbarvení.
Příklad 8
Ke 100 ml 10% roztoku TiCI4 v HCI se přidá 10% roztok tetraetoxisilanu v ethanolu a metoxypropylacetátu s 0,7% siloxanem v objemu 800 ml. Reakční roztok se intenzivně míchá za teploty místnosti. Vznik transparentních částic se kontroluje pomocí průchodu laserového paprsku. Produktem je čirá, opaleskující kapalina s obsahem transparentních částic TiO2.
Příklad 9
Ke 100 ml 10% roztoku TiOCl v HCI se přidá 10% roztok tetraetoxisilanu v ethanolu a metoxypropylacetátu s 0,7% siloxanem v objemu 800 ml. Reakční roztok se intenzivně míchá za teploty místnosti. Vznik transparentních částic se kontroluje pomocí průchodu laserového paprsku. Produktem je čirá, opaleskující kapalina s obsahem transparentních částic TiO2.
Příklad 10
Ke 100 ml 10% roztoku chloridu železitého se přidá 5 až 10% roztok tetraetoxysilanu v etanolu a metoxypropylacetátu $ přídavkem 0,7% siloxanu v celkovém objemu 800 ml.
Roztok se pak začne odbarvovat z rezavě hnědé na čirý roztok. Reakci lze urychlit zvýšením 55 teploty.
Claims (5)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Prostředek k povrchové úpravě předmětů a staveb nánosem ochranné vrstvy s fotokatalytickým a samočisticím účinkem, zejména pak s účinky katalýzy fotodegradace vzdušných pólutantů, obsahující prekurzor na bázi disperze alespoň jedné sloučeniny ze skupiny oxidů a solí kovů v nanokiystalické formě, fotoaktivní i ve viditelné oblasti spektra slunečního záření, io vyznačující se tím, že prekurzorem je produkt hydrolýzy rozpustné soli příslušného kovu v prostředí silikátů, esterů kyseliny křemičité, siloxanů nebo alkoxidů křemíku, obsahující příslušnou fotoaktivní sloučeninu uloženou na povrchu částic těchto látek.
- 2. Prostředek podle nároku 1, vyznačující se tím, že fotoaktivní sloučeninou pří15 tomnou v prekurzoru je sloučenina ze skupiny zahrnující oxid titaničitý, oxid železitý, a oxid zirkoničitý.
- 3. Prostředek podle nároku2, vyznačující se tím, že fotoaktivní sloučeninou přítomnou v prekurzoru je příslušný oxid kovu, dopovaný oxidy přechodných kovů, zejména Fe,20 Co, Ni, Mn, Cr, V, Ta, Nb, W a/nebo oxidy lanthanoidů, zejména La, Ce, Nd, Y, Sm, Eu, Dy.
- 4. Způsob výroby prostředku k povrchové úpravě předmětů a staveb podle nároku 1, vyznačující se tím, že roztok rozpustné soli příslušného kovu je hydrolyzován za laboratorní nebo zvýšené teploty v přítomnosti silikátů, esterů kyseliny křemičité, siloxanů a25 alkoxidů křemíku.
- 5. Způsob podle nároku 4, vyznačující se tím, že hydrolýza se provádí za teploty do 150 °C.30 6. Způsob podle nároku 4, vyznačující se tím, že výchozí rozpustnou solí kovu je chlorid titanitý, chlorid titaničitý nebo oxichlorid titanitý.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20070395A CZ301227B6 (cs) | 2007-06-07 | 2007-06-07 | Prostredek pro povrchovou úpravu predmetu a stavebních prvku nánosem ochranné vrstvy s fotakatalytickým a samocisticím úcinkem a zpusob jeho výroby a aplikace |
| PCT/CZ2008/000062 WO2008148363A2 (en) | 2007-06-07 | 2008-06-06 | An agent for surface finishing of objects and strustures by a coating layer with a photocatalytic and self-cleaning effect and respective manufacturing process |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20070395A CZ301227B6 (cs) | 2007-06-07 | 2007-06-07 | Prostredek pro povrchovou úpravu predmetu a stavebních prvku nánosem ochranné vrstvy s fotakatalytickým a samocisticím úcinkem a zpusob jeho výroby a aplikace |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2007395A3 CZ2007395A3 (cs) | 2008-12-17 |
| CZ301227B6 true CZ301227B6 (cs) | 2009-12-16 |
Family
ID=40094220
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20070395A CZ301227B6 (cs) | 2007-06-07 | 2007-06-07 | Prostredek pro povrchovou úpravu predmetu a stavebních prvku nánosem ochranné vrstvy s fotakatalytickým a samocisticím úcinkem a zpusob jeho výroby a aplikace |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ301227B6 (cs) |
| WO (1) | WO2008148363A2 (cs) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ2008209A3 (cs) * | 2008-04-03 | 2009-10-14 | Rokospol A.S. | Náterová a/nebo stavební hmota k úprave predmetu a staveb s fotokatalytickým a samocisticím úcinkem |
| CN102807263B (zh) * | 2011-11-08 | 2013-12-11 | 北京联合大学生物化学工程学院 | 光催化降解水中双对氯苯基三氯乙烷农药的方法 |
| US10577801B2 (en) * | 2016-07-15 | 2020-03-03 | Firestone Building Products Company, Llc | Silicone membranes |
| CN109423886B (zh) * | 2017-08-23 | 2022-01-04 | 上海汽车集团股份有限公司 | 一种车用Alcantara面料及其制备方法 |
| CN112654683B (zh) * | 2018-09-13 | 2022-09-09 | 住友大阪水泥股份有限公司 | 防污皮膜、玻璃陶瓷产品、防污皮膜形成用涂料以及玻璃陶瓷产品的制造方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004020535A1 (fr) * | 2002-08-27 | 2004-03-11 | Shanghai Hongkang Scientific Technology Co., Ltd | Pigment photocatalyseur produisant une photocatalyse sous l'effet de la lumiere visible, et son procede de production |
| US20040258581A1 (en) * | 2003-06-19 | 2004-12-23 | Di Wei | Bifunctional manganese oxide/titanium dioxide photocatalyst/thermocatalyst for improving indoor air quality |
| US20050147776A1 (en) * | 2004-01-02 | 2005-07-07 | Meng-Song Cheng | Bottle container with protective membrane |
| WO2005066286A1 (en) * | 2004-01-07 | 2005-07-21 | Kemira Pigments Oy | Method for treating surfaces |
| CZ17545U1 (cs) * | 2007-04-12 | 2007-05-28 | Card Line S.R.O. | Elektronický informační systém |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3998786B2 (ja) * | 1997-12-16 | 2007-10-31 | 触媒化成工業株式会社 | ハードコート膜形成用塗布液およびハードコート膜付基材 |
| TWI276604B (en) * | 2001-12-27 | 2007-03-21 | Tokuyama Corp | Silica composite oxide particles and method of producing the same |
| JP4199490B2 (ja) * | 2002-07-26 | 2008-12-17 | パナソニック電工株式会社 | コーティング材組成物 |
| DE10245729A1 (de) * | 2002-10-01 | 2004-04-15 | Bayer Ag | Beschichtungszusammensetzung und Verfahren zu deren Herstellung |
| DE102004029303B4 (de) * | 2004-06-17 | 2010-05-12 | Ems-Chemie Ag | Nanoskalige Titandioxid-Sole, Verfahren zu dessen Herstellung und seine Verwendung |
-
2007
- 2007-06-07 CZ CZ20070395A patent/CZ301227B6/cs not_active IP Right Cessation
-
2008
- 2008-06-06 WO PCT/CZ2008/000062 patent/WO2008148363A2/en active Application Filing
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004020535A1 (fr) * | 2002-08-27 | 2004-03-11 | Shanghai Hongkang Scientific Technology Co., Ltd | Pigment photocatalyseur produisant une photocatalyse sous l'effet de la lumiere visible, et son procede de production |
| US20040258581A1 (en) * | 2003-06-19 | 2004-12-23 | Di Wei | Bifunctional manganese oxide/titanium dioxide photocatalyst/thermocatalyst for improving indoor air quality |
| US20050147776A1 (en) * | 2004-01-02 | 2005-07-07 | Meng-Song Cheng | Bottle container with protective membrane |
| WO2005066286A1 (en) * | 2004-01-07 | 2005-07-21 | Kemira Pigments Oy | Method for treating surfaces |
| CZ17545U1 (cs) * | 2007-04-12 | 2007-05-28 | Card Line S.R.O. | Elektronický informační systém |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ2007395A3 (cs) | 2008-12-17 |
| WO2008148363A3 (en) | 2009-04-16 |
| WO2008148363A2 (en) | 2008-12-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Petronella et al. | Nanocomposite materials for photocatalytic degradation of pollutants | |
| Quagliarini et al. | Smart surfaces for architectural heritage: Preliminary results about the application of TiO2-based coatings on travertine | |
| Hirano et al. | Direct formation of anatase (TiO2)/silica (SiO2) composite nanoparticles with high phase stability of 1300° C from acidic solution by hydrolysis under hydrothermal condition | |
| CN100531898C (zh) | 纳米二氧化钛/二氧化硅复合光催化溶胶的制备方法及透明光催化膜 | |
| TWI579048B (zh) | 保護性塗料組成物、經塗覆之基材及保護基材的方法（二） | |
| EP2442906B1 (en) | Photocatalytic nanocomposite structured with boron | |
| US20090252693A1 (en) | Process For Preparing Dispersions Of TiO2 In The Form Of Nanoparticles, And Dispersions Obtainable With This Process And Functionalization Of Surfaces By Application Of TiO2 Dispersions | |
| KR101822528B1 (ko) | 가시광 응답형 산화 타이타늄 미립자 분산액, 그 제조 방법 및 이 분산액을 사용하여 형성되는 광촉매 박막을 표면에 갖는 부재 | |
| Soltan et al. | Enhancement of photocatalytic degradation of furfural and acetophenone in water media using nano-TiO2-SiO2 deposited on cementitious materials | |
| Vodišek et al. | Transparent titania-zirconia-silica thin films for self-cleaning and photocatalytic applications | |
| CZ301227B6 (cs) | Prostredek pro povrchovou úpravu predmetu a stavebních prvku nánosem ochranné vrstvy s fotakatalytickým a samocisticím úcinkem a zpusob jeho výroby a aplikace | |
| EP2644662B1 (en) | Hybrid photocatalytic coatings, method for applying said coatings to different substrates and uses of the substrates thus coated | |
| CN107522169A (zh) | 一种常温制备纳米氧化物的纯有机均相沉积法 | |
| KR101028797B1 (ko) | 친환경 기능성 오염방지 코팅제 조성물 및 그 제조방법 | |
| KR100784137B1 (ko) | 상온 경화형 이산화티탄계 광촉매 조성물 및 코팅방법 | |
| JPH10167727A (ja) | 変性酸化チタンゾル、光触媒組成物及びその形成剤 | |
| CN100450622C (zh) | 透明膜形成组合物及其应用 | |
| CZ301406B6 (cs) | Zpusob výroby fotokatalyticky aktivního oxidu titanicitého pro viditelnou oblast svetelného spektra | |
| CN106745227B (zh) | 可见光响应纳米TiO2及含其的自清洁陶瓷涂膜的制备方法 | |
| Gunnarsson | Self cleaning paint: Introduction of photocatalytic particles into a paint system | |
| WO2021242129A1 (en) | Modified industrial inorganic pigments with the surface decorated with ion-made clusters of d-type transitional metals, process for obtaining thereof, compositions containing them and uses thereof | |
| Ryabkova et al. | Properties of poly (titanium oxide)-containing polymeric materials exhibiting UV-induced superhydrophilicity under simulated climate test conditions | |
| Marconi et al. | Green synthesis and characterization of titanium dioxide nanoparticles and their photocatalytic activity | |
| JP2002079109A (ja) | 光半導体金属−有機物質混合体、光半導体金属含有組成物、光触媒性被膜の製造法及び光触媒性部材 | |
| EP3686237A1 (en) | Novel gel-coat with added titanium dioxide and alumina particles |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20190607 |