DE4437767A1 - Herstellung photoaktiver Schichten - Google Patents

Herstellung photoaktiver Schichten

Info

Publication number
DE4437767A1
DE4437767A1 DE19944437767 DE4437767A DE4437767A1 DE 4437767 A1 DE4437767 A1 DE 4437767A1 DE 19944437767 DE19944437767 DE 19944437767 DE 4437767 A DE4437767 A DE 4437767A DE 4437767 A1 DE4437767 A1 DE 4437767A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
titanium
pref
titanium dioxide
pts
instead
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19944437767
Other languages
English (en)
Inventor
Bernd Dr Penth
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE19944421978 external-priority patent/DE4421978A1/de
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE19944437767 priority Critical patent/DE4437767A1/de
Priority to US08/737,890 priority patent/US5885657A/en
Priority to PCT/DE1995/000819 priority patent/WO1996000198A1/de
Priority to DE59508772T priority patent/DE59508772D1/de
Priority to EP95923174A priority patent/EP0766657B1/de
Publication of DE4437767A1 publication Critical patent/DE4437767A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/20—Light-sensitive devices
    • H01G9/2068—Panels or arrays of photoelectrochemical cells, e.g. photovoltaic modules based on photoelectrochemical cells
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/006—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with materials of composite character
    • C03C17/007—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with materials of composite character containing a dispersed phase, e.g. particles, fibres or flakes, in a continuous phase
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/22—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with other inorganic material
    • C03C17/23—Oxides
    • C03C17/25—Oxides by deposition from the liquid phase
    • C03C17/256—Coating containing TiO2
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/62222—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products obtaining ceramic coatings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/50—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
    • C04B41/5025—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials with ceramic materials
    • C04B41/5041—Titanium oxide or titanates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/80—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone of only ceramics
    • C04B41/81—Coating or impregnation
    • C04B41/85—Coating or impregnation with inorganic materials
    • C04B41/87—Ceramics
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/20—Light-sensitive devices
    • H01G9/2027—Light-sensitive devices comprising an oxide semiconductor electrode
    • H01G9/2031—Light-sensitive devices comprising an oxide semiconductor electrode comprising titanium oxide, e.g. TiO2
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2217/00—Coatings on glass
    • C03C2217/20—Materials for coating a single layer on glass
    • C03C2217/21—Oxides
    • C03C2217/212—TiO2
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2217/00—Coatings on glass
    • C03C2217/40—Coatings comprising at least one inhomogeneous layer
    • C03C2217/43—Coatings comprising at least one inhomogeneous layer consisting of a dispersed phase in a continuous phase
    • C03C2217/44—Coatings comprising at least one inhomogeneous layer consisting of a dispersed phase in a continuous phase characterized by the composition of the continuous phase
    • C03C2217/45—Inorganic continuous phases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2217/00—Coatings on glass
    • C03C2217/40—Coatings comprising at least one inhomogeneous layer
    • C03C2217/43—Coatings comprising at least one inhomogeneous layer consisting of a dispersed phase in a continuous phase
    • C03C2217/46—Coatings comprising at least one inhomogeneous layer consisting of a dispersed phase in a continuous phase characterized by the dispersed phase
    • C03C2217/47—Coatings comprising at least one inhomogeneous layer consisting of a dispersed phase in a continuous phase characterized by the dispersed phase consisting of a specific material
    • C03C2217/475—Inorganic materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2218/00—Methods for coating glass
    • C03C2218/10—Deposition methods
    • C03C2218/11—Deposition methods from solutions or suspensions
    • C03C2218/113—Deposition methods from solutions or suspensions by sol-gel processes
    • 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
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/542—Dye sensitized solar cells

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Description

In der zu dieser Zusatzanmeldung gehörenden Hauptanmeldung P 44 21 978.4-33 ist die Herstellung von photovoltaischen Elementen beschrieben.
Ein wesentlicher Teil der zitierten Erfindung besteht darin, daß nach dem dort beschriebenen Verfahren reine Titandioxidschichten oder Schichten aus anderen Halbleitermaterialien mit guter mechanischer Festigkeit bereits bei Temperaturen bis maximal 150°C hergestellt werden können.
Nach dem vorher bekannten Stand der Technik waren zum Erreichen gleicher Festigkeit der Halbleiterschicht Temperaturen oberhalb 400°C erforderlich.
Ebenfalls in der Hauptanmeldung P 44 21 978.4-33 beschrieben ist die zusätzliche Aktivierung des Halbleitermaterials durch Zusatz von elektrisch leitfähigem Titanmischoxid.
Ziel der vorliegenden Erfindung war die Herstellung von dünnen nanoskaligen Titandioxidschichten mit hohem Rauhigkeitsfaktor (Verhältnis von wahrer zu scheinbarer Oberfläche) nach dem in der Hauptanmeldung P 44 21 978.4-33 beschriebenen Verfahren zur Herstellung dünner nanoskaliger Titandioxidschichten und deren Einsatz zur photokatalytischen Oxidation von Abwasserinhaltsstoffen.
Dies geschieht erfindungsgemäß dadurch, daß auf eine flache Unterlage oder an einer Rohrinnenwandung eine Paste in einer Schichtdicke von < 1 mm aufgetragen wird, wobei die stark saure Paste aus einem nanokristallinen Halbleitermaterial, vorzugsweise nanokristallinem Titandioxid und einem sauer hydrolysierten Titanalkoholat, entsprechend der Beschreibung in der Hauptanmeldung besteht.
Die Paste wird erfindungsgemäß in diesem stark sauren Zustand aufgebracht und bei einer Temperatur bis max. 150°C innerhalb weniger Minuten verfestigt. Bei den durchgeführten Versuchen war eine Erwärmung bis 90°C über 5 Minuten für die geforderte Festigkeit und Wasserunlöslichkeit bereits ausreichend. Zur Entfernung überschüssiger Säure wird mit Wasser gewaschen und erneut bei Raumtemperatur oder leichter Erwärmung getrocknet.
Statt dem reinen Titandioxid können auch Zusätze verschiedener Verbindungen hiervon verwendet werden. Neben den in der Hauptanmeldung für die Herstellung von photovoltaischen Elementen beschriebenen Halbleiteroxiden und -sulfiden und Metallsuboxiden, wie TiO1,9995 bis TiO1,75, können auch andere Metalloxide wie Eisenoxid als Zusatz verwendet werden.
Die katalytische Aktivität der photoaktiven Schicht zur Oxidation von Abwasserinhaltsstoffen kann je nach Zusammensetzung der Schicht dadurch gesteigert werden, daß die photoaktive Schicht in einem Bad aus, oder durch Auftragen von, Hexachlorplatinsäure aktiviert wird.
Die Herstellung photoaktiver Schichten aus Titandioxid ist bereits bekannt. Die bekannten Herstellungsverfahren führen aber, entweder durch die bei der Herstellung bei Raumtemperatur erforderlichen, dafür geeigneten Bindemittel, zu einer nur geringen aktiven Oberfläche. Oder aber, zum Erhalt einer hohen Oberflächenaktivität muß nach dem in der Hauptanmeldung zitierten Stand der Technik, wie er auch für aus nanokristallinem Titandioxid oder nach der Sol-Gel-Technik aus Titandioxid hergestellte, photovoltaische Elemente angewendet wird, auf über 400°C erhitzt werden.
Der Vorteil gegenüber den bekannten Herstellungsverfahren für photoaktive Schichten besteht erfindungsgemäß demnach darin, daß das Ziel der Herstellung einer hochaktiven Oberfläche mit einem Rauhigkeitsfaktor von 50 bis 200 bereits bei milden thermischen Bedingungen erreicht wird.
Ausführungsbeispiel 1
Zu 10 ml Wasser gibt man unter Rühren 3 ml Titantetraisopropylat und 3 ml konzentrierte Salzsäure. Sobald die Lösung klar wird, gibt man unter Rühren 3 g nanokristallines Titandioxid zu. Es wird 2 Stunden weitergerührt. Die entstandene Paste wird mit einem Rakel auf einer Glasplatte oder einer Kunststoffplatte in einer Dicke von 100 µm aufgetragen. Die entstandene Schicht wird mit einem Heißluftfön bei 90°C innerhalb 10 Minuten getrocknet und verfestigt. Die beschichtete Platte wird für 2 Stunden in einem Wasserbad belassen und erneut mit einem Fön getrocknet.
Ausführungsbeispiel 2
Statt reinem Titandioxid wird ein Gemenge aus 2,7 g Titandioxid und 0,3 g Titansuboxid (TiOca. 1,8). Die übrige Vorgehensweise verläuft wie in Ausführungsbeispiel 1.

Claims (5)

1. Verfahren zur Herstellung photoaktiver Schichten, gekennzeichnet dadurch, daß eine Paste, hergestellt aus Wasser, Mineralsäure, Titantetraisopropylat und Titandioxid als dünne Schicht auf einen Träger aufgebracht wird und auf dem Träger bei niedriger Temperatur verfestigt wird und die so hergestellte Schicht zur photokatalytischen Oxidation von Abwasser eingesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß statt Titantetraisopropylat eine andere hydrolysierbare metallorganische Titanverbindung oder eine hydrolysierbare, anorganische Titanverbindung, z. B. Titantetrachlorid eingesetzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, daß statt reinem Titandioxid eine Gemenge bestehend aus Titandioxid und Titansuboxid eingesetzt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, gekennzeichnet dadurch, daß statt Titansuboxid ein anderes Metalloxid, oder Metallsulfid oder z. B. Eisen(II und III)oxid eingesetzt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4 gekennzeichnet dadurch, daß die photoaktive Schicht zur Steigerung der photokatalytischen Aktivität mit Hexachlorplatinsäure behandelt wird.
DE19944437767 1994-06-23 1994-10-24 Herstellung photoaktiver Schichten Withdrawn DE4437767A1 (de)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19944437767 DE4437767A1 (de) 1994-06-23 1994-10-24 Herstellung photoaktiver Schichten
US08/737,890 US5885657A (en) 1994-06-23 1995-06-20 Production of ceramic layers and their use
PCT/DE1995/000819 WO1996000198A1 (de) 1994-06-23 1995-06-20 Herstellung keramischer schichten und deren verwendung
DE59508772T DE59508772D1 (de) 1994-06-23 1995-06-20 Herstellung keramischer schichten und deren verwendung
EP95923174A EP0766657B1 (de) 1994-06-23 1995-06-20 Herstellung keramischer schichten und deren verwendung

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19944421978 DE4421978A1 (de) 1994-06-23 1994-06-23 Herstellung photovoltaischer Elemente
DE19944437767 DE4437767A1 (de) 1994-06-23 1994-10-24 Herstellung photoaktiver Schichten

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE4437767A1 true DE4437767A1 (de) 1996-04-25

Family

ID=25937662

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19944437767 Withdrawn DE4437767A1 (de) 1994-06-23 1994-10-24 Herstellung photoaktiver Schichten

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE4437767A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004092088A3 (en) * 2003-04-08 2005-06-16 Ppg Ind Ohio Inc Methods of making crystalline titania coatings
CN106029215A (zh) * 2013-12-09 2016-10-12 弗劳恩霍夫应用研究促进协会 用于利用加速的电子加载散装货物的装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004092088A3 (en) * 2003-04-08 2005-06-16 Ppg Ind Ohio Inc Methods of making crystalline titania coatings
CN106029215A (zh) * 2013-12-09 2016-10-12 弗劳恩霍夫应用研究促进协会 用于利用加速的电子加载散装货物的装置
CN106029215B (zh) * 2013-12-09 2018-01-30 弗劳恩霍夫应用研究促进协会 用于利用加速的电子加载散装货物的装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1507751B1 (de) Keramischer formkörper mit photokatalytischer beschichtung und verfahren zur herstellung desselben
DE69827027T2 (de) Verwendung titandioxids als photokatalysator
EP1272442B1 (de) Glas-, keramik- und metall-substrate mit selbstreinigender oberfläche, verfahren zu deren herstellung und deren verwendung
EP0973958B1 (de) Verfahren zum versehen einer metallischen oberfläche mit einer glasartigen schicht
DE10063739B4 (de) Substrate mit selbstreinigender Oberfläche, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung
DE3841255C2 (de)
EP1659106B1 (de) Keramischer Formkörper mit photokatalytisch-aktiver Beschichtung und Verfahren zur Herstellung desselben
DE69612091T2 (de) Verfahren zum beschichten mit einem fotokatalytischen halbleiter
DE3217481C2 (de) Verfahren zur Herstellung eines abriebfesten, wasser- und ölabweisenden Überzugs auf einem Substrat und hierzu geeignete Aufschlämmung eines gelatinösen, stark hydratisierten Metalloxids
DE3408342A1 (de) Niedertemperaturverfahren zum erhalt duenner glasschichten
EP1681370A3 (de) Verfahren zur Herstellung von photokatalytisch aktiven TiO2-Teilchen und von Substraten mit photokatalytischer TiO2-Schicht
LV11049B (en) Heat insulating element penetrable to light
DE2658569A1 (de) Verfahren zur herstellung von geformten katalysatoren oder traegern
EP0897898A2 (de) Verfahren zur Abscheidung optischer Schichten
DE102011087060B4 (de) Mineralisches Substrat mit modifizierter Oberfläche
DE2003332C3 (de) Korrosionsbeständiges, teilweise kristallisiertes Email und Verfahren zum Herstellen eines Emailüberzuges
WO2005063645A1 (de) Substrate mit einer transparenten, spiegelnden metalloxid-teilbeschichtung, deren herstellung und anwendung
EP1651581A2 (de) Beschichtungssystem f r glasoberflächen, verfahren zu dessen herstellung und dessen anwendung
WO2000063312A1 (de) Verfahren zur herstellung von überzügen auf basis fluorhaltiger kondensate
EP1050518A1 (de) Silikatmasse
DE4437767A1 (de) Herstellung photoaktiver Schichten
DE10158433A1 (de) Beschichtung
DE10127494A1 (de) Funktionelle anorganische Bornitrid Schichten
DE10018671C2 (de) Verfahren zur Erzeugung einer hydrophoben Oberfläche von Gegenständen aus silikatkeramischen Werkstoffen sowie Gegenstand mit einer hydrophoben Oberfläche
EP0007060A1 (de) Beschichtungspasten für anorganische Baustoffe und Verfahren zur Beschichtung sowie beschichtete Baustoffe

Legal Events

Date Code Title Description
AF Is addition to no.

Ref country code: DE

Ref document number: 4421978

Format of ref document f/p: P

8141 Disposal/no request for examination