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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine
Photokatalysatorzusammensetzung bzw. Photokatalysatorzusammenstellung, welche fähig
ist, eine Fleckenzersetzungseigenschaft, eine Antibeschlageigenschaft, eine
Desodorierungseigenschaft, eine Schimmelbeständigkeitseigenschaft und eine
antibakterielle Eigenschaft an verschiedene Substratmaterialien, umfassend
Glas und Dachziegel bzw. Fliesen, zu verleihen, und welche fähig ist, effizient
Lichtenergie, wie Sonnenlicht, zu benützen, auf ein Verfahren zu ihrer
Herstellung und auf eine an ein Substrat gebundene
Photokatalysatorzusammensetzung.
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Da Umweltprobleme ausgeprägt wurden, sind eine Fleckenbeständigkeit und
Schimmelbeständigkeit von Innen- und Außengebäudematerialien, wie Glas
und Dachziegel bzw. Fliesen, gewünscht ebenso wie eine Desodorierung in
dem Innenraum. Im Stand der Technik auf diesem Gebiet wurde
vorgeschlagen, auf einer Substratoberfläche eine halbleitende, photokatalytische
Substanz, wie TiO&sub2;, durch Sprühbeschichten, Tauchbeschichten,
Spinbeschichten oder Sputtern aufzubringen, um eine
Fleckzersetzungseigenschaft, eine Desodorierungseigenschaft oder eine
Schimmelbeständigkeitseigenschaft zu verleihen (JP-A-6-278241).
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Jedoch war die durch eine derartige konventionelle Technik ausgebildete
Photokatalysatorschicht nicht vollständig zufriedenstellend aus dem praktischen
Gesichtspunkt, da die katalytische Aktivität bzw. Wirksamkeit unzureichend war
oder die Photokatalysatorfilmfestigkeit niedrig war, wodurch es wahrscheinlich
war, daß der Film zerstört oder gebrochen wurde.
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Weiters weisen TiO&sub2; oder dgl. einen hohen Brechungsindex auf und wenn
daher ein transparenter, dünner Film davon auf einem transparenten Substrat,
wie Glas, ausgebildet wird, ist es wahrscheinlich, daß starke Interferenzstreifen
auftreten, um ein ornamentelles Problem zu bilden.
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JP-A-62/46165 offenbart ein Verfahren zum Herstellen eines
Photokatalysators, worin eine Mischung eines pulverförmigen
Photokatalysators und eines Sols aus einem Metalloxid (als ein Bindemittel für
den pulverförmigen Photokatalysator) oder ein Sol eines Metalloxids als ein
Ausgangsmaterial auf einem Substrat getragen sind, auf eine maximale
Temperatur von 600ºC erhitzt wird, um zu gelieren, in heißes Wasser getaucht
wird oder mit Wasserdampf hoher Temperatur behandelt wird und weiter bis zu
einer maximalen Temperatur von 600ºC wärmebehandelt wird, um das
Metalloxidgel in ein geschäumtes Metalloxid umzuwandeln. Ein Beispiel eines
Photokatalysators ist z. B. TiO&sub2;. Ein Beispiel des Sols ist Siliciumdioxidsol.
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Dementsprechend ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine
Photokatalysatorzusammensetzung zur Verfügung zu stellen, die exzellent in
den photokatalytischen Eigenschaften bzw. Aktivitäten ist und wobei die
Festigkeit der Photokatalysatorschicht verbessert ist.
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Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine
Photokatalysatorzusammensetzung zur Verfügung zu stellen, welche frei von
starken Interferenzstreifen ist, selbst wenn sie in Form eines transparenten,
dünnen Films auf einem transparenten Substrat, wie Glas, ausgebildet wird.
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Die vorliegende Erfindung stellt eine Photokatalysatorzusammensetzung zur
Verfügung, umfassend einen halbleitenden, photokatalytischen Stoff und feine
Oxidteilchen, die in dem halbleitenden, photokatalytischen Stoff dispergiert
sind, wobei die Photokatalysatorzusammensetzung eine Bandlücke aufweist,
die um mindestens 0,05 eV größer ist als die Bandlücke des vorstehend
angeführten, selben halbleitenden, photokatalytischen Stoffs, ohne daß die
dispergierten, feinen Oxidteilchen darin enthalten sind, wobei der dispergierte
Anteil der feinen Oxidteilchen 20 bis 80 Vol.% des halbleitenden,
photokatalytischen Stoffs und der feinen Oxidteilchen insgesamt beträgt.
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Weiters stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer
Photokatalysatorzusammensetzung zur Verfügung, welches ein Auftragen einer
Beschichtungsflüssigkeit auf ein Substrat zur Erzeugung einer
Photokatalysatorzusammensetzung, umfassend ein Material, das fähig ist, eine halbleitende,
photokatalytische Substanz auszubilden, und feine Oxidteilchen, die in dem
Material dispergiert sind, um einen dünnen Film auszubilden, und dann
Anwenden einer Wärmebehandlung darauf umfaßt, um eine
Photokatalysatorzusammensetzung zu erhalten, die eine Bandlücke aufweist, welche um
wenigstens 0,05 eV größer ist als die Bandlücke der halbleitenden,
photokatalytischen Substanz per se.
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Wenn die Bandlücke groß ist, sinkt allgemein die Intensität der ultravioletten
Strahlen, welche effizient aus dem Sonnenlicht verwendet werden, ab. Die
vorliegende Erfindung stellt jedoch eine Photokatalysatorzusammensetzung zur
Verfügung, die selbst mit einer großen Bandlücke stark in der Photoaktivität ist.
Bis dato war ein System, umfassend einen halbleitenden Photokatalysator und
ein Oxid, bereits bekannt. Beispielsweise offenbart JP-A-8-164334 ein System,
das TiO&sub2;-Teilchen in die Matrix aus einem SiO&sub2;-Sol inkorpolert aufweist, die
JP-A-8-228636 offenbart ein System, das einen Photokatalyysator auf einem
SiO&sub2;-Träger aufgebracht aufweist, JP-A-8-196903 offenbart ein System, das
die Oberfläche eines porösen Körpers, z. B. SiO&sub2; mit TiO&sub2;, das eine
gleichmäßige Porengröße besitzt, beschichtet aufweist, und JP-A-7-113272
offenbart ein System, das TiO&sub2;-Teilchen zu einem
Feuchtigkeitsabsorbierenden Mittel, wie Silicagel, zugesetzt bzw. zugemischt aufweist.
Jedoch tritt in keinem dieser Systeme eine Vergrößerung der Bandlücke auf.
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Die vorliegende Erfindung wird nun in größerem Detail unter Bezugnahme auf
die bevorzugten Ausbildungen beschrieben.
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In der vorliegenden Erfindung ist es wichtig, daß die Bandlücke der
Photokatalysatorzusammensetzung, die feine Oxidteilchen darin dispergiert
aufweist, um wenigstens 0,05 eV größer, vorzugsweise wenigstens 0,1 eV
größer ist als die Bandlücke der halbleitenden, photokatalytischen Substanz per
se.
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Durch die obige Konstruktion ist es möglich, eine
Photokatalysatorzusammensetzung zu erhalten, die eine hohe Festigkeit bzw.
Beständigkeit aufweist und die Fleckenbeständigkeits-, Antibeschlags-,
Schimmelbeständigkeits-, Desodorierungs- und antibakterielle Eigenschaften
aufweist, die besser sind als P-25 (feines TiO&sub2;-Pulver, das durch Nippon
Aerozil K. K. hergestellt wird, Bandlücke: etwa 3,2 eV), welches bis dato als die
höchsten Aktivitäten aufweisend betrachtet wurde.
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Die halbleitende, photokatalytische Substanz, die in der vorliegenden Erfindung
zu verwenden ist, ist aus dem Gesichtspunkt der chemischen Stabilität und der
photokatalytischen Aktivitäten vorzugsweise ein Oxidhalbleiter und ist
vorzugsweise wenigstens ein Mitglied, gewählt aus der Gruppe, bestehend aus
TiO&sub2;, Bi&sub2;O&sub3;, In&sub2;O&sub3;, WO&sub3;, ZnO, SrTiO&sub3;, Fe&sub2;O&sub3; und SnO&sub2;. Aus dem
Gesichtspunkt der chemischen Stabilität und Sicherheit ist TiO&sub2; insbesondere
bevorzugt.
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Als das Material, das fähig ist, die halbleitende, photokatalytische Substanz
auszubilden, ist es bevorzugt, ein Sol aus einer halbleitenden,
photokatalytischen Substanz oder einen Vorläufer der halbleitenden,
photokatalytischen Substanz (z. B. einen organischen Metallkomplex) zu
verwenden.
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Um insbesondere das Wachstum von Kristallen durch Wärmebehandlung zu
unterdrücken, ist es bevorzugt, als das Ausgangsmaterial jenes zu verwenden,
das keine definierte Kristallstruktur aufweist, oder jenes, das eine sehr geringe
Kristallgröße aufweist.
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Die Größe des Ausgangsmaterials liegt vorzugsweise zwischen 1 und 15 nm,
bevorzugter von 1 bis 10 nm. Weiters ist die Größe der Kristalle der
halbleitenden, photokatalytischen Substanz in der
Photokatalysatorzusammensetzung der vorliegenden Erfindung vorzugsweise von 3 bis 15 nm, noch
bevorzugter von 5 bis 15 nm.
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Das Verfahren zum Herstellen der halbleitenden, photokatalytischen Substanz
bzw. des Stoffes ist nicht speziell beschränkt. Beispielsweise kann ein
Wärmezersetzungsverfahren oder ein Sol-Gel-Verfahren angeführt werden.
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Die feinen Oxidteilchen, die in dem halbleitenden, photokatalytischen Stoff zu
dispergieren sind, sind vorzugsweise wenigstens ein Mitglied, gewählt aus der
Gruppe, bestehend aus Al&sub2;O&sub3;, SiO&sub2;, SnO&sub2;, In&sub2;O&sub3; und ZrO&sub2;.
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Das Verfahren zum Herstellen der feinen Oxidteilchen ist nicht besonders
beschränkt. Beispielsweise können ein Wärmezersetzungsverfahren oder ein
Sol-Gel-Verfahren genannt werden.
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Die Form der feinen Oxidteilchen ist vorzugsweise sphärisch bzw. kugelförmig,
jedoch können verschiedene Formen, wie eine Stabform, vorliegen. Die Größe
der feinen Oxidteilchen ist nicht besonders beschränkt. In einem Fall, wo eine
transparente Photokatalysatorschicht auszubilden ist, ist eine Größe, die Licht
nicht streut, erforderlich und die durchschnittliche, primäre Teilchengröße ist
vorzugsweise von 1 bis 200 nm, noch bevorzugter von 5 bis 100 nm.
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Der dispergierte Anteil der feinen Oxidteilchen ist vorzugsweise von 20 bis 80
Vol.-%, noch bevorzugter von 30 bis 70 Vol.-% der Gesamtheit der
halbleitenden, photokatalytischen Substanz (berechnet als das Oxid) und der
feinen Oxidteilchen. Nachfolgend wird der dispergierte Anteil (Vol.%) der
feinen Oxidteilchen durch den Anteil, der wie oben beschrieben berechnet ist,
gezeigt.
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Wenn die dispergierte Menge der feinen Oxidteilchen zu der halbleitenden,
photokatalytischen Substanz kleiner als 30 Vol.-% ist, insbesondere kleiner als
20 Vol.-%, tendiert der Anstieg der Bandlücke der photokatalytischen Substanz
dazu, klein zu sein, wodurch die photokatalytischen Aktivitäten dazu tendieren,
sich nicht von der Bandlücke der halbleitenden, photokatalytischen Substanz
per se zu unterscheiden, und die Festigkeit dazu tendiert, inadäquat bzw.
unzureichend zu sein. Wenn andererseits die dispergierte Menge der feinen
Oxidteilchen 70 Vol.-%, insbesondere 80 Vol.-%, übersteigt, tendiert die
absolute Menge der halbleitenden, photokatalytischen Substanz selbst dazu, zu
klein zu werden, wodurch die Aktivitäten als die
Photokatalysatorzusammensetzung dazu tendieren, niedrig zu sein.
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Das Verfahren zum Dispergieren der feinen Oxidteilchen in dem halbleitenden,
photokatalytischen Stoff ist nicht besonders beschränkt. Es ist jedoch
bevorzugt, die feinen Oxidteilchen in dem oben beschriebenen Vorläufer oder
dem Sol des Photokatalysators zu dispergieren, gefolgt durch ein Brennen.
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Als das Beschichtungs- bzw. Auftragsverfahren können beispielsweise ein
Sprühbeschichten, Flexodrucken, Tauchbeschichten, Siebdrucken und
Spinbeschichten angewandt werden.
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Indem ein dünner Film durch ein Beschichten ausgebildet wird, gefolgt durch
eine Wärmebehandlung unter einer geeigneten Bedingung, ist es möglich, auf
einem Substrat eine Photokatalysatorzusammensetzung auszubilden, die die
Bandlücke erhöht bzw. vergrößert aufweist.
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In bezug auf die Bedingungen für die Wärmebehandlung der vorliegenden
Erfindung liegt die Temperatur vorzugsweise von 400 bis 700ºC und die
Behandlungsdauer ist üblicherweise in dem Bereich von 5 min bis 2 h. Das
Temperaturprofil kann geeignet gewählt werden.
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Die Dicke des dünnen Films liegt praktisch bevorzugt in einem Bereich von 20
bis 500 nm, da, wenn die Filmdicke zu dick ist, die Festigkeit dazu tendiert
abzusinken, obwohl die photokatalytischen Aktivitäten verbessert werden.
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Das in der vorliegenden Erfindung zu verwendende Substrat ist nicht
besonders beschränkt und kann beispielsweise Glas, Keramik, Metall oder ein
anderes anorganisches Material sein. Die Oberfläche des Substrats kann die
Oberfläche des Basismaterials selbst oder die Oberfläche eines Materials, das
unterschiedlich von dem Substrat selbst ist, wie die Oberfläche der
behandelten Oberflächenschicht eines oberflächenbehandelten Glases (z. B.
die Oberfläche, die mit einem Sol-Gel-Film, einem gesputterten Film, einem
CVD-Film oder einem vakuumabgeschiedenen Film versehen ist) sein. Die
Form des Substrats ist nicht besonders beschränkt und kann eine beliebige
Form in Abhängigkeit von dem speziellen Zweck sein, wie jene, die eine flache
Form aufweist, oder jene, die eine Krümmung teilweise oder über die gesamte
Oberfläche aufweist.
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In der vorliegenden Erfindung wird der Mechanismus, mit welchem die
photokatalytischen Eigenschaften durch Dispersion der feinen Oxidteilchen in
der halbleitenden, photokatalytischen Substanz verbessert bzw. erhöht werden,
als wie folgt angesehen.
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In dem Verfahren zur Herstellung der Photokatalysatorzusammensetzung der
vorliegenden Erfindung, welches ein Auftragen auf einem Substrat einer
Beschichtungsflüssigkeit zum Ausbilden der
Photokatalysatorzusammensetzung, umfassend ein Material, das zum Ausbilden einer
halbleitenden, photokatalytischen Substanz fähig ist, und feine Oxidteilchen,
die in dem Material dispergiert sind, um einen dünnen Film auszubilden, und
dann Anwenden einer Wärmebehandlung darauf umfaßt, kann das
Kristallwachstum des Oxidhalbleiters während der Wärmebehandlung geeignet
durch geeignetes Auswählen der Wärmebehandlungsbedingungen unterdrückt
werden. Derartige Unterdrückungseffekte sind insbesondere merkbar, wenn der
Anteil der feinen Oxidteilchen, die in der halbleitenden, photokatalytischen
Substanz dispergiert sind, in einem geeigneten Bereich liegt.
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Es wurde von neuem gefunden, daß als ein Ergebnis Kristalle der
halbleitenden, photokatalytischen Substanz in der
Photokatalysatorzusammensetzung der vorliegenden Erfindung kleiner werden als Kristalle einer
halbleitenden, photokatalytischen Substanz, die durch Wärmebehandlung
eines Sols der halbleitenden, photokatalytischen Substanz per se oder des
Photokatalysatorvorläufers (z. B. einem organischen Metallkomplex) per se (d. h.
ohne Inkorporieren von feinen Oxidteilchen) gebildet werden.
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Dieses Phänomen bedeutet, daß eine Degeneration teilweise durch eine
Reduktion der Größe der Halbleiterteilchen entfernt ist und die Bandstruktur
geändert ist, so daß die Bandlücke ansteigt, d. h. die Position des
Valenzbandes absinkt. Elektrochemisch bedeutet dies, daß das Redox- bzw.
Oxidations-Reduktionspotential des Valenzbandes positiv wird, so daß die
Oxidationskraft ansteigt. Aus der Reaktionstheorie bedeutet dies, daß die
photokatalytischen Eigenschaften des Halbleiters verbessert werden.
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In der vorliegenden Erfindung kann der Mechanismus der Entwicklung der
Antibeschlagseigenschaft wie folgt erläutert werden. Wenn die
Photokatalysatorzusammensetzung der vorliegenden Erfindung bestrahlt wird,
werden nämlich Löcher in dem Valenzband gebildet. Diese Löcher weisen eine
starke Oxidationskraft auf und werden Wassermoleküle, die auf der
Photokatalysatoroberfläche absorbiert sind, oxidieren, um zahlreiche OH-
Radikale auf der Photokatalysatoroberfläche auszubilden. Die Benetzbarkeit
der Oberfläche wird dadurch verbessert, um so eine Antibeschlagseigenschaft
zur Verfügung zu stellen. Weiters wird ein Fleck auf der Oberfläche durch die
oben beschriebenen OH-Radikale, die eine sehr starke Oxidationskraft
aufweisen, zersetzt und entfernt werden, wodurch die Benetzbarkeit für einen
langen Zeitraum aufrecht erhalten werden kann.
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Es wird in der vorliegenden Erfindung angenommen, daß der Anstieg in der
Stärke bzw. Festigkeit der Photokatalysatorzusammensetzung, die feine
Oxidteilchen in der halbleitenden, photokatalytischen Substanz dispergiert
aufweist, der Tatsache zuzumessen ist, daß die feinen Oxidteilchen als ein
Füllstoff dienen.
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Weiters wird, wie oben erwähnt, während der Wärmebehandlung das
Kristallwachstum des Oxidhalbleiters geeignet unterdrückt und eine feste
Bindungskraft wird zwischen den feinen Oxidteilchen und feinen Kristallen des
Oxidhalbleiters ausgebildet.
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Die vorliegende Erfindung wird nun in größerem Detail unter Bezugnahme auf
Beispiele beschrieben. Es sollte jedoch verstanden werden, daß die
vorliegende Erfindung in keiner Weise auf derartige spezifische Beispiele
beschränkt ist.
BEISPIEL 1
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Kugelförmiges, kolloidales Siliciumdioxid, das eine durchschnittliche, primäre
Teilchengröße von 20 nm aufweist, wurde in einer wäßrigen Lösung von
Titanoxidsol (6 Gew.-% als TiO&sub2;) dispergiert, so daß der dispergierte Anteil 50
Vol.-% beträgt. Die so erhaltene Dispersion wurde auf ein Quarzglassubstrat
durch Spincoating beschichtet und dann einer Wärmebehandlung bei 550ºC
für 1 h unterworfen, um eine Photokatalysatorzusammensetzung mit einer
Filmdicke von 200 ± 20 nm auszubilden. In bezug auf dieses Beispiel wurden 1)
die Bandlücke, 2) die photokatalytische Wirksamkeit (Konstante für eine
Zersetzung von Acetaldehyd), 3) die Filmfestigkeit (Taber-Abriebtest), 4) die
Antibeschlagseigenschaft, 5) die Anwesenheit oder Abwesenheit von
Interferenzstreifen und 6) die Größe der Kristalle der halbleitenden,
photokatalytischen Substanz in der Photokatalysatorzusammensetzung wie
folgt ausgewertet.
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1) Die Durchlässigkeit von ultraviolettem Licht durch diese Probe wurde
gemessen, wobei eine scharfe Absorption bei 370 nm zu einer kurzen
Wellenlängenseite beobachtet wurde. Aus diesem Resultat wurde gefunden,
daß die Bandlücke dieser Photokatalysatorzusammensetzung etwa 3,35 eV
beträgt.
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2) Um die photokatalytische Aktivität dieser
Photokatalysatorzusammensetzung auszuwerten, wurde die
Photozersetzungsreaktionsgeschwindigkeit bzw. -rate von Acetaldehyd als die Hauptkomponente
für den schlechten Geruch von Tabak ausgewertet. Dieser Test wurde in einer
derartigen Weise ausgeführt, daß eine Probe von 5 cm · 5 cm in ein 3 l
winkeliges Reaktionsrohr aus Quarz gegeben wurde und Acetaldehyddampf
dann in das Reaktionsrohr eingebracht wurde. Dann wurde schwarzes Licht auf
die Probe von außen bestrahlt, so daß die Bestrahlungsintensität mit UV-
Strahlen (365 nm) auf der Probenoberfläche 1,8 mW/cm² war, wobei die
Zersetzung von Acetaldehyd durch Gaschromatographie gemessen wurde und
eine Konstante für die Zersetzung von Acetaldehyd bestimmt wurde.
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Aus der Änderung im Verlauf der Zeit der Abnahme von Acetaldehyd wurde die
Photozersetzungsreaktion als eine Reaktion nullter Ordnung betrachtet und
eine Konstante k wurde berechnet. Als ein Ergebnis war die Konstante k 4,0 ·
104 mMol/(l·h·cm²).
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3) Die Filmfestigkeit der Katalysatorzusammensetzung wurde durch einen
Taber-Abriebtest ausgewertet. Die Last war 500 g und der Test wurde 1000
mal durchgeführt, wobei kein wesentlicher Abrieb beobachtet wurde.
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4) In bezug auf die erhaltene Probe wurde die Antibeschlagseigenschaft in
bezug auf die anfängliche Antibeschlagseigenschaft und die
Antibeschlagsdauerhaftigkeit in Übereinstimmung mit den folgenden Verfahren
ausgewertet. Für die anfängliche Antibeschlagseigenschaft wurde nämlich ein
Atemstoß auf die Probe aufgebracht und die Zeit, bis der Nebel bzw. Beschlag
vollständig verschwand, wurde gemessen. Der Test wurde dreimal wiederholt
und die durchschnittliche Zeit wurde geprüft, wobei kein Beschlag beobachtet
wurde. Für die Antibeschlagsdauerhaftigkeit wurde die Probe in warmes
Wasser von 60ºC für drei Tage eingetaucht und dann wurde die
durchschnittliche Zeit, bis der Beschlag vollständig verschwand, auf dieselbe
Weise wie bei der Antibeschlagseigenschaft überprüft bzw. untersucht. Als ein
Ergebnis wurde kein Beschlag beobachtet.
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5) In bezug auf die erhaltene Probe wurde die Anwesenheit oder Abwesenheit
von Interferenzstreifen inspiziert, wobei die Transparenz sehr hoch war und
keine Interferenzstreifen beobachtet wurden.
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6) Die Kristallgröße der halbleitenden, photokatalytischen Substanz in der
Photokatalysatorzusammensetzung wurde durch Röntgenbeugungsanalyse
(XRD) gemessen, wobei gefunden wurde, daß sie 11 nm betrug.
BEISPIEL 2
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Eine Probe wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 hergestellt und
ausgewertet, mit der Ausnahme, daß anstelle des kolloidalen Siliciumdioxids,
das in Beispiel 1 verwendet wurde, ein stabförmiges, kolloidales
Aluminiumoxid, das eine mittlere, primäre Teilchengröße von 10 nm und eine
mittlere, primäre Teilchenlänge von 100 nm aufwies, so dispergiert: wurde, daß
es 50 Vol.-% betrug.
BEISPIEL 3
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Unter Verwendung einer Toluollösung von [CH&sub3;(CH&sub2;)&sub3;CH(C&sub2;H&sub5;)COO]&sub4;Ti
(Titan-2-ethylhexanoat) (5 Gew.-% als TiO&sub2;) als einem Titanoxidvorläufer wurde
kolloidales Siliciumdioxid, das eine mittlere, primäre Teilchengröße von 11 nm
aufwies, in Ethanol dispergiert so zugesetzt, daß es 40 Vol.-% beträgt, um eine
Dispersion zu erhalten. Die Dispersion wurde auf ein Quarzglassubstrat durch
Spincoating beschichtet und dann einer Wärmebehandlung bei 550ºC für 1 h
unterworfen, um einen dünnen Film einer Photokatalysatorzusammensetzung
auszubilden. In bezug auf die erhaltene Probe wurde die Auswertung auf
dieselbe Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt.
BEISPIEL 4
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Eine Probe wurde hergestellt und auf dieselbe Weise wie in Beispiel 3
ausgewertet, mit der Ausnahme, daß 40 Vol.-% an kolloidalem Siliciumdioxid
von Beispiel 3 in 85 Vol.-% verändert wurden.
BEISPIEL 5
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Eine Probe wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 hergestellt und
ausgewertet, mit der Ausnahme, daß anstelle des kolloidalen Siliciumdioxids in
Beispiel 3 Zirkonoxidpulver, das eine mittlere Teilchengröße von 20 nm
aufweist, so zugesetzt wurde, daß es 40 Vol.-% betrug.
BEISPIEL 6
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Eine Probe wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 11 hergestellt und
ausgewertet, mit der Ausnahme, daß anstelle von kolloidalem Siliciumdioxid
von Beispiel 1 ein wasserlösliches SnO&sub2;-Sol so dispergiert wurde, daß es 45
Vol.-% beträgt.
BEISPIEL 7
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Eine Probe wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 hergestellt und
ausgewertet, mit der Ausnahme, daß anstelle von kolloidalem Siliciumdioxid
von Beispiel 1 feines In&sub2;O&sub3;-Pulver, das eine durchschnittliche, primäre
Teilchengröße von 20 nm aufweist, so dispergiert wurde, daß es 60 Vol.-%
betrug.
BEISPIEL 8 (VERGLEICHSBEISPIEL)
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Eine Probe wurde auf dieselbe wie in Beispiel 1 hergestellt und ausgewertet,
mit der Ausnahme, daß in Beispiel 8 kein kolloidales Siliciumdioxid inkorporiert
war.
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In bezug auf die in Beispiel 8 erhaltene Probe wurde die Durchlässigkeit von
ultraviolettem Licht gemessen, wobei eine scharfe Absorption bei 393 nm zu
einer kurzen Wellenlängenseite beobachtet wurde, wodurch gefunden bzw.
bestimmt wurde, daß die Bandlücke dieses Photokatalysators etwa 3,16 eV
beträgt.
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Weiters war in Beispiel 8 als ein Ergebnis des Taber-Abriebtests der Abrieb des
Films nach Wiederholung des Tests für 1000 mal bemerkenswert, wobei das
Substrat fast freigelegt war, und die auf dem Quarzglassubstrat ausgebildete
TiO&sub2;-Schicht wies starke Interferenzstreifen aufgrund des hohen
Brechungsindex von TiO&sub2; auf.
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Die Ergebnisse der Auswertung der Proben der Beispiele 1 bis 8 sind in Tabelle
1 zusammengefaßt. Die Einheit für die Bandlücke in Tabelle 1 ist eV und die
Einheit für die Konstante (Konstante für die Zersetzung von Acetaldehyd) ist
mMol/(l·1h·cm). Die Filmfestigkeit stellt den Grad des Abriebs dar und die
Einheit für die anfängliche Antibeschlagseigenschaft und die
Antibeschlagsdauerhaftigkeit ist Sekunden (die Durchschnittszeit, bis der
Beschlag vollständig verschwunden ist). Kein Beschlagen ist durch (-)
dargestellt. Die Interferenzstreifen wurden als anwesend oder abwesend ausgewertet
und ein Fall, wo die Transparenz hoch war und keine Interferenzstreifen
beobachtet wurden, wurde durch "abwesend" bezeichnet. Die Kristallgröße ist
für die Kristallgröße der halbleitenden, photokatalytischen Substanz in der
Photokatalysatorzusammensetzung gemeint.
Tabelle 1
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Wie im Vorherigen beschrieben, ist die Photokatalysatorzusammensetzung der
vorliegenden Erfindung exzellent in der photokatalytischen Aktivität und hat eine
exzellente Filmfestigkeit. Weiters stellt die vorliegende Erfindung eine
Photokatalysatorzusammensetzung zur Verfügung, welche frei von
Interferenzstreifen ist, selbst wenn sie in Form eines transparenten, dünnen Films
auf einem transparenten Substrat, wie Glas, ausgebildet wird.