RU2447190C2 - Method for production of photocatalytically active coating - Google Patents
Method for production of photocatalytically active coating Download PDFInfo
- Publication number
- RU2447190C2 RU2447190C2 RU2010119620/02A RU2010119620A RU2447190C2 RU 2447190 C2 RU2447190 C2 RU 2447190C2 RU 2010119620/02 A RU2010119620/02 A RU 2010119620/02A RU 2010119620 A RU2010119620 A RU 2010119620A RU 2447190 C2 RU2447190 C2 RU 2447190C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- product
- coating
- titanium
- target
- mixture
- Prior art date
Links
Landscapes
- Laminated Bodies (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технологии получения фотокаталитически активных покрытий методом магнетронного реактивного распыления.The invention relates to a technology for producing photocatalytically active coatings by magnetron reactive sputtering.
В настоящее время установлено, что наиболее эффективным материалом для фотокатализа является диоксид титана TiO2 [1].It has now been established that the most effective material for photocatalysis is titanium dioxide TiO 2 [1].
Фотокатализ определяют как изменение скорости или возбуждение химических реакций под действием света в присутствии веществ (фотокатализаторов), которые поглощают кванты света и участвуют в химических превращениях участников реакции, многократно вступая с ними в промежуточные взаимодействия и регенерируя свой химический состав после каждого цикла таких взаимодействий.Photocatalysis is defined as the change in speed or the initiation of chemical reactions under the influence of light in the presence of substances (photocatalysts) that absorb light quanta and participate in chemical transformations of the reaction participants, repeatedly entering into intermediate interactions with them and regenerating their chemical composition after each cycle of such interactions.
Принцип действия TiO2 как фотокатализатора следующий.The principle of operation of TiO 2 as a photocatalyst is as follows.
TiO2 относиться к полупроводниковым материалам, в которых электроны могут находиться в двух состояниях: свободном и связанном. В первом состоянии электроны движутся по кристаллической решетке. Во втором состоянии - основном - электроны связаны с каким-либо ионом кристаллической решетки и участвуют в образовании химической связи. Для перехода электрона из связанного состояния в свободное необходимо затратить энергию, которая может быть доставлена квантами света с длиной волны <390 нм. Таким образом, при поглощении света в объеме TiO2 образуется электронно-дырочная пара. Свободные электрон и дырка, выйдя на поверхность, могут быть захвачены адсорбированными частицами. Эти частицы превращаются в свободные радикалы и создают сильную окислительную среду, способную окислить любое органическое соединение. И таким образом, поверхность TiO2 под воздействием света становится сильнейшим окислителем. Изделие, имеющее такое покрытие, способно самоочищаться под действием света (ультрафиолетового излучения) за счет фотокаталитического процесса окисления от органических загрязнений.TiO 2 belong to semiconductor materials in which electrons can be in two states: free and bound. In the first state, electrons move along the crystal lattice. In the second state - basically - the electrons are bound to some ion of the crystal lattice and participate in the formation of a chemical bond. To transfer an electron from a bound state to a free state, it is necessary to expend energy, which can be delivered by light quanta with a wavelength <390 nm. Thus, upon absorption of light in the volume of TiO 2 , an electron-hole pair is formed. A free electron and hole, coming to the surface, can be captured by adsorbed particles. These particles turn into free radicals and create a strong oxidizing environment that can oxidize any organic compound. And thus, the surface of TiO 2 under the influence of light becomes the strongest oxidizing agent. A product having such a coating is capable of self-cleaning under the influence of light (ultraviolet radiation) due to the photocatalytic oxidation process from organic contaminants.
Кроме того, под воздействием ультрафиолетового излучения поверхность диоксида титана приобретает супергидрофильные свойства, то есть при разрушении органических загрязнителей поверхность начинает хорошо смачиваться и вода, попадающая на такую поверхность, не собирается в капельки, а растекается по поверхности, а затем испаряется. При этом фотовозбужденная супергидрофильность проявляется главным образом в виде так называемого эффекта антизапотевания материала, покрытого диоксидом титана. Супергидрофильные свойства характеризуются малым значением контактного угла смачивания (контактный угол капли воды к поверхности), продолжительностью времени воздействия ультрафиолетового излучения на образец и скоростью восстановления контактного угла после окончания воздействия. Чем меньше контактный угол смачивания, тем лучше гидрофильные свойства поверхности. На стекле или других неорганических материалах вода имеет контактный угол, колеблющийся от 30 до 90 градусов, характеризующий достаточно высокую степень отталкивания воды. У пластика контактный угол обычно от 70 до 80 градусов. Контактный угол смачивания для капли воды на поверхности из диоксида титана под воздействием ультрафиолетового излучения может уменьшаться до 2-6 градусов, что объясняет супергидрофильные свойства диоксида титана.In addition, under the influence of ultraviolet radiation, the surface of titanium dioxide acquires superhydrophilic properties, that is, when organic pollutants are destroyed, the surface begins to be well wetted and water falling on such a surface does not collect into droplets, but spreads over the surface and then evaporates. In this case, photoexcited superhydrophilicity manifests itself mainly in the form of the so-called anti-fogging effect of the material coated with titanium dioxide. Superhydrophilic properties are characterized by a small contact wetting angle (the contact angle of the water drop to the surface), the duration of exposure to ultraviolet radiation on the sample, and the speed of restoration of the contact angle after exposure. The smaller the contact angle of wetting, the better the hydrophilic properties of the surface. On glass or other inorganic materials, water has a contact angle ranging from 30 to 90 degrees, characterizing a fairly high degree of water repulsion. In plastic, the contact angle is usually from 70 to 80 degrees. The contact wetting angle for a water drop on the surface of titanium dioxide under the influence of ultraviolet radiation can decrease to 2-6 degrees, which explains the superhydrophilic properties of titanium dioxide.
В настоящее время используются несколько основных способов получения гидрофильного фотокаталитически активного покрытия из оксида титана - нанесение на горячее стекло текучей смеси, содержащей хлорид титана и источник кислорода, метод осаждения сложных химических соединений, содержащих оксид титана на горячее стекло из паровой фазы [1], и золь-гель метод [2]. Метод нанесения текучей смеси, содержащей хлорид титана, применим только для получения покрытий на стекле, и происходит при температурах свыше 600°C, и является экологически опасной хлоросодержащей технологией [3]. Золь-гель метод осаждения оксидных пленок, ввиду особенностей технологического процесса, практически не применяется для создания покрытий на изделиях больших размеров и сложной геометрической формы, а кроме того, также требует нагрева подложек до 400 - 800°С [2].Currently, several basic methods are used to obtain a hydrophilic photocatalytically active coating of titanium oxide - applying a hot mixture containing titanium chloride and an oxygen source to a hot glass, the method of deposition of complex chemical compounds containing titanium oxide on hot glass from a vapor phase [1], and sol-gel method [2]. The method of applying a fluid mixture containing titanium chloride is applicable only to coatings on glass, and occurs at temperatures above 600 ° C, and is an environmentally hazardous chlorine-containing technology [3]. The sol-gel method of deposition of oxide films, due to the characteristics of the process, is practically not used to create coatings on products of large sizes and complex geometric shapes, and in addition, it also requires heating the substrates to 400 - 800 ° C [2].
Наибольшее распространение получил метод осаждения фотокаталитически активного покрытия на основе оксида титана из паровой фазы [4], при котором подложка контактирует с газовой средой, содержащей тетраэтоксид титана или тетраизопропоксид титана и сложные эфиры карбоновой кислоты, при температуре от 400 до 800°C. Основными недостатками технологии являются: использование при нанесении покрытий вредных химических соединений, требующих специальных мер экологической безопасности; а также высокая температура при осаждении покрытия, не позволяющая использовать в качестве основы материалы с низкой температурной стойкостью.The most widely used method is the deposition of a photocatalytically active coating based on titanium oxide from the vapor phase [4], in which the substrate is in contact with a gaseous medium containing titanium tetraethoxide or titanium tetraisopropoxide and carboxylic acid esters at temperatures from 400 to 800 ° C. The main disadvantages of the technology are: the use of harmful chemical compounds when coating, requiring special environmental safety measures; as well as high temperature during deposition of the coating, which does not allow the use of materials with low temperature resistance as the basis.
Известны способы получения фотокаталитически активных покрытий из диоксида титана методами магнетронного распыления [5].Known methods for producing photocatalytically active coatings of titanium dioxide by magnetron sputtering [5].
Нанесение покрытий из диоксида титана в вакууме с помощью магнетронных систем заключается в распылении титановой мишени, в смеси аргона и кислорода, ионами инертного газа, образующимися в плазме аномального тлеющего разряда при наложении на него скрещенных постоянных электрического и магнитного полей.Coating of titanium dioxide in vacuum using magnetron systems consists in sputtering a titanium target, in a mixture of argon and oxygen, with inert gas ions that form in the plasma of an abnormal glow discharge when superimposed crossed constant electric and magnetic fields are applied to it.
Основными достоинствами метода магнетронного распыления являются:The main advantages of the magnetron sputtering method are:
- высокая скорость осаждения (до десятков нм/мин) и возможность ее регулирования в широких пределах;- high deposition rate (up to tens of nm / min) and the possibility of its regulation over a wide range;
- сохранение соотношения основных компонентов при распылении сложных веществ;- maintaining the ratio of the main components during the spraying of complex substances;
- высокая адгезия покрытия к подложке;- high adhesion of the coating to the substrate;
- высокая чистота химического состава наносимых покрытий;- high purity of the chemical composition of the applied coatings;
- возможность изменения структуры и свойств покрытий за счет изменения давления и состава газовой среды;- the possibility of changing the structure and properties of the coatings by changing the pressure and composition of the gaseous medium;
- низкая пористость покрытий даже при малых толщинах;- low porosity of coatings even at small thicknesses;
- возможность проведения процесса в реактивной среде разреженного газа, что позволяет получать покрытия оксидов, нитридов и других соединений;- the possibility of carrying out the process in a reactive atmosphere of a rarefied gas, which allows to obtain coatings of oxides, nitrides and other compounds;
- экологическая чистота производственного цикла;- environmental cleanliness of the production cycle;
- низкий уровень бомбардировки подложки заряженными частицами и, следовательно, небольшой ее нагрев в процессе нанесения покрытия.- low level of bombardment of the substrate by charged particles and, therefore, its slight heating during coating.
В источниках представлены преимущественно методы магнетронного высокочастотного распыления, применяемые для нанесения на стекла в условиях высокого температурного режима (как правило, не ниже 400°C), и не представлены сведения о супергидрофильных свойствах получаемых покрытий. Наиболее близким к заявляемому способу является способ получения фотокаталитического покрытия из диоксида титана методом магнетронного реактивного распыления на постоянном токе титановой мишени в смеси аргона и кислорода [6].The sources predominantly present the methods of high-frequency magnetron sputtering used for applying to glass under high temperature conditions (usually not lower than 400 ° C), and do not provide information on the superhydrophilic properties of the resulting coatings. Closest to the claimed method is a method for producing a photocatalytic coating of titanium dioxide by magnetron reactive sputtering at a direct current of a titanium target in a mixture of argon and oxygen [6].
Задача изобретения состоит в создании способа получения фотокаталитически активного покрытия, которое способно приобретать супергидрофильные свойства, методом магнетронного реактивного распыления на изделиях как из материалов с высокой температурной стойкостью (стекла, металла, металлических сплавов, керамики), так и из материалов с низкой температурной стойкостью (пластмассы, полимеры).The objective of the invention is to create a method for producing a photocatalytically active coating, which is capable of acquiring superhydrophilic properties, by the method of magnetron reactive spraying on products from materials with high temperature resistance (glass, metal, metal alloys, ceramics), and from materials with low temperature resistance ( plastics, polymers).
Техническим результатом, на достижение которого направлено изобретение, является расширение номенклатуры материалов, на которые наносят фотокаталитически активные покрытия, способные приобретать супергидрофильные свойства, то есть возможность получения таких покрытий на изделиях, как из материалов с высокой температурной стойкостью, так и из материалов с низкой температурной стойкостью.The technical result to which the invention is directed is to expand the range of materials on which photocatalytically active coatings are applied, capable of acquiring superhydrophilic properties, that is, the possibility of obtaining such coatings on products, both from materials with high temperature resistance and from materials with low temperature resistance.
Технический результат достигается тем, что в способе получения фотокаталитически активного покрытия, включающем нанесение покрытия из диоксида титана на изделие методом магнетронного реактивного распыления на постоянном токе титановой мишени в смеси аргона и кислорода, распыление мишени осуществляют при суммарном парциальном давлении смеси 0,8-1,2 Па, при соотношении аргона и кислорода в газовой смеси 2/1, плотности тока на титановой мишени 1,7-3,5 А/мм2 и расстоянии от мишени до подложки 30-80 мм.The technical result is achieved by the fact that in the method for producing a photocatalytically active coating, comprising applying a titanium dioxide coating to a product by direct-current magnetron reactive sputtering of a titanium target in a mixture of argon and oxygen, the target is sprayed at a total partial pressure of 0.8-1, 2 Pa, when the ratio of argon and oxygen in the gas mixture is 2/1, the current density on the titanium target is 1.7-3.5 A / mm 2 and the distance from the target to the substrate is 30-80 mm.
Совокупность признаков, сформулированная в пункте 2 формулы изобретения, характеризует способ получения фотокаталитически активного покрытия, в котором воздействуют на фотокаталитически активное покрытие ультрафиолетовым излучением для получения супергидрофильных свойств.The combination of features formulated in paragraph 2 of the claims characterizes a method for producing a photocatalytically active coating in which a photocatalytically active coating is exposed to ultraviolet radiation to obtain superhydrophilic properties.
Для получения покрытия с супергидрофильными свойствами изделия подвергают воздействию ультрафиолетового излучения в течение определенного времени, от которого зависит степень супергидрофильности покрытия (величина угла смачивания) и продолжительность сохранения этих свойств.To obtain a coating with superhydrophilic properties, the products are exposed to ultraviolet radiation for a certain time, which determines the degree of superhydrophilicity of the coating (the value of the wetting angle) and the duration of preservation of these properties.
Совокупность признаков, сформулированная в пункте 3 формулы изобретения, характеризует способ получения фотокаталитически активного покрытия, в котором в качестве материала изделия используют стекло с предварительным разогревом изделия от 70 до 400°C.The set of features formulated in paragraph 3 of the claims characterizes a method for producing a photocatalytically active coating, in which glass is used as the product material with preheating of the product from 70 to 400 ° C.
Совокупность признаков, сформулированная в пункте 4 формулы изобретения, характеризует способ получения фотокаталитически активного покрытия, в котором в качестве материала изделия используют керамику с предварительным разогревом изделия от 70 до 400°C.The set of features formulated in paragraph 4 of the claims characterizes a method for producing a photocatalytically active coating, in which ceramics are used as the product material with preheating of the product from 70 to 400 ° C.
Совокупность признаков, сформулированная в пункте 5 формулы изобретения, характеризует способ получения фотокаталитически активного покрытия, в котором в качестве материала изделия используют металл с предварительным разогревом изделия от 70 до 400°C.The set of features formulated in paragraph 5 of the claims characterizes a method for producing a photocatalytically active coating, in which metal is used as the product material with preheating of the product from 70 to 400 ° C.
Совокупность признаков, сформулированная в пункте 6 формулы изобретения, характеризует способ получения фотокаталитически активного покрытия, в котором в качестве материала изделия используют металлические сплавы с предварительным разогревом изделия от 70 до 400°C.The set of features formulated in paragraph 6 of the claims characterizes a method for producing a photocatalytically active coating, in which metal alloys are used as the product material with preliminary heating of the product from 70 to 400 ° C.
Так как установка для магнетронного распыления оснащена системами предварительного разогрева подложек и ионной очистки в тлеющем разряде, это позволяет произвести разогрев изделия перед напылением от 70 до 400°С для улучшения адгезии и использовать технологические режимы в диапазонах, указанных в пункте 1 формулы изобретения, для нанесения фотокаталитически активных пленок оксида титана на изделия из материалов с высокой температурной стойкостью, такие как стекло, керамика, металл, металлические сплавы.Since the installation for magnetron sputtering is equipped with pre-heating systems for substrates and ion cleaning in a glow discharge, this allows the product to be heated before spraying from 70 to 400 ° C to improve adhesion and use technological conditions in the ranges indicated in paragraph 1 of the claims for application photocatalytically active titanium oxide films on products made of materials with high temperature resistance, such as glass, ceramics, metal, metal alloys.
Совокупность признаков, сформулированная в пункте 7 формулы изобретения, характеризует способ получения фотокаталитически активного покрытия, в котором в качестве материала изделия используют пластмассы.The set of features formulated in paragraph 7 of the claims characterizes a method for producing a photocatalytically active coating, in which plastics are used as the material of the product.
Совокупность признаков, сформулированная в пункте 8 формулы изобретения, характеризует способ получения фотокаталитически активного покрытия, в котором в качестве материала изделия используют полимеры.The set of features formulated in paragraph 8 of the claims characterizes a method for producing a photocatalytically active coating, in which polymers are used as the material of the product.
Так как при соблюдении технологических режимов в диапазонах, указанных в пункте 1 формулы изобретения, наблюдается значительное снижение температурного режима процесса нанесения покрытия - разогрев образца изделия не превышает 70°C, это позволяет наносить покрытия на изделия из материалов с низкой температурной стойкостью (до 80-100°C), такие как пластмассы и полимеры.Since, subject to the technological regimes in the ranges indicated in paragraph 1 of the claims, a significant decrease in the temperature regime of the coating process is observed — heating the product sample does not exceed 70 ° C, this allows coating products made of materials with low temperature resistance (up to 80- 100 ° C) such as plastics and polymers.
Изменение параметров технологического цикла вне указанных диапазонов приводит к изменению скорости роста пленки и ее дефектности по составу, что влечет за собой существенное ухудшение фотокаталитических и гидрофильных свойств получаемого покрытия, а также может, например, при увеличении тока разряда привести к перегреву и разрушению материала основы с низкой температурной стойкостью.Changing the parameters of the technological cycle outside the indicated ranges leads to a change in the film growth rate and its compositional defectiveness, which entails a significant deterioration in the photocatalytic and hydrophilic properties of the resulting coating, and can also, for example, increase the discharge current and lead to overheating and destruction of the base material with low temperature resistance.
Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. Напыляемые образцы (изделия) размещаются на подложкодержателе в рабочей камере вакуумной установки, камера герметично закрывается и откачивается до предварительного вакуума не хуже, чем 7*10-3 Па. Такой предварительный вакуум позволяет получать химически чистые покрытия диоксида титана. Во время откачки, для улучшения адгезии покрытия и если позволяет материал, из которого изготовлен образец, можно провести предварительный разогрев изделий в диапазоне температур от 80-300°C. Контроль температуры осуществляется с помощью термопары. После достижения предварительного вакуума в камеру с помощью газовых натекателей до давления 1 Па напускается аргон и с помощью устройства ионной очистки производится предварительная очистка и активация поверхности образца в плазме тлеющего разряда. Продолжительность очистки 10-15 минут. По окончании процесса в камеру в соотношении 2/1 напускается аргон и кислород. Рабочее парциальное давление газовой смеси 0.8-1.2 Па поддерживается в течение всего процесса. На магнетрон подается напряжение, обеспечивающее плотность тока на титановой мишени 1,7-3,5 А/мм2, после чего заслонка, закрывающая образцы, сдвигается в сторону и начинается процесс нанесения покрытия. Продолжительность процесса определяется требуемой толщиной наносимого покрытия. По окончании процесса напыления магнетрон выключается, закрывается подача газов и после остывания образцов, для их извлечения, рабочая камера развакуумируется. Для получения покрытия с супергидрофильными свойствами образцы (изделия) подвергают воздействию ультрафиолетового излучения в течение определенного времени, от которого зависит степень супергидрофильности покрытия (величина угла смачивания) и продолжительность сохранения этих свойств.The proposed method is as follows. The sprayed samples (products) are placed on the substrate holder in the working chamber of the vacuum unit, the chamber is hermetically closed and pumped out to a preliminary vacuum no worse than 7 * 10 -3 Pa. Such a preliminary vacuum allows to obtain chemically pure titanium dioxide coatings. During pumping, to improve the adhesion of the coating and if the material of which the sample is made possible, it is possible to preheat the products in the temperature range from 80-300 ° C. Temperature control is carried out using a thermocouple. After reaching a preliminary vacuum, argon is introduced into the chamber using gas leakages to a pressure of 1 Pa, and preliminary cleaning and activation of the sample surface in a glow discharge plasma are performed using an ion cleaning device. The cleaning time is 10-15 minutes. At the end of the process, argon and oxygen are introduced into the chamber in a ratio of 2/1. The working partial pressure of the gas mixture of 0.8-1.2 Pa is maintained throughout the process. A voltage is applied to the magnetron, providing a current density on the titanium target of 1.7-3.5 A / mm 2 , after which the shutter closing the samples is shifted to the side and the coating process begins. The duration of the process is determined by the required thickness of the applied coating. At the end of the deposition process, the magnetron is turned off, the gas supply is closed, and after cooling the samples, to extract them, the working chamber is evacuated. To obtain a coating with superhydrophilic properties, the samples (products) are exposed to ultraviolet radiation for a certain time, which determines the degree of superhydrophilicity of the coating (the value of the wetting angle) and the duration of preservation of these properties.
ПримерExample
Были изготовлены и исследованы образцы из полированных кварцевого стекла, органического стекла, поликора, титана и нержавеющей стали с нанесенным покрытием диоксида титана. Образцы были получены методом магнетронного реактивного распыления на постоянном токе титановой мишени марки ВТ-1.0 при следующих технологических режимах: суммарное парциальное давление смеси аргона и кислорода 0,9 Па при соотношение аргон-кислород 2/1, плотности тока на титановой мишени 2,2 А/мм2 и расстоянии мишень-изделие 80 мм; время напыления 30 минут. Температура образцов, изготовленных из органического стекла, в процессе осаждения покрытия составляла 70°C. Образцы, изготовленные из кварцевого стекла, поликора, титана и нержавеющей стали, в процессе осаждения разогревались до 400°C. Толщина полученных покрытий на всех образцах составила 60 нм.Samples of polished quartz glass, organic glass, polycor, titanium and titanium dioxide coated stainless steel were fabricated and tested. The samples were obtained by direct current magnetron reactive sputtering using a VT-1.0 titanium target under the following technological conditions: total partial pressure of a mixture of argon and oxygen 0.9 Pa at an argon-oxygen ratio of 2/1, current density on a titanium target 2.2 A / mm 2 and the distance of the target product 80 mm; spraying time 30 minutes. The temperature of the samples made of organic glass during the deposition of the coating was 70 ° C. Samples made of quartz glass, polycor, titanium and stainless steel were heated to 400 ° C during the deposition process. The thickness of the obtained coatings on all samples was 60 nm.
Для исследования гидрофильных свойств покрытия из диоксида титана на образцах и их изменения под действием ультрафиолетового излучения использовалась лампа ДБР-8, испускающая излучение в диапазоне 250-800 нм. Исследуемые образцы находились в специальном корпусе для засветки 2 часа, после чего были произведены наблюдения за изменением значения угла смачивания капли дистилированной воды на поверхности образцов с покрытием из диоксида титана. Для фиксирования изображения капли воды на поверхности образца был использован фотоаппарат, съюстированный с помощью штатива с держателем для образцов. Полученные изображения были обработаны на персональном компьютере. Значение угла смачивания капли воды на поверхности, вне зависимости от материала, из которого изготовлен образец, после двухчасовой засветки уменьшилось на 40-45 градусов и составило около 10 градусов, что свидетельствует о приобретении супергидрофильных свойств покрытием из диоксида титана на образце. Результаты исследований приведены в таблице.To study the hydrophilic properties of the titanium dioxide coating on the samples and their changes under the influence of ultraviolet radiation, a DBR-8 lamp was used that emits radiation in the range of 250-800 nm. The samples under study were placed in a special case for 2 hours exposure, after which observations were made of the change in the value of the contact angle of a drop of distilled water on the surface of samples coated with titanium dioxide. To capture the image of a drop of water on the surface of the sample, we used a camera aligned with a tripod with a holder for the samples. The resulting images were processed on a personal computer. The value of the wetting angle of a water drop on the surface, regardless of the material from which the sample is made, after two hours of exposure decreased by 40-45 degrees and amounted to about 10 degrees, which indicates the acquisition of superhydrophilic properties by a coating of titanium dioxide on the sample. The research results are shown in the table.
При исследовании фотокаталитических свойств применялась стандартная методика: в качестве индикатора использовался метиленовый голубой, разлагающийся под действием фотокатализа. Методика основана на изменении прозрачности раствора органического индикатора в следствии его разложения под действием фотокатализатора. В случае разложения метиленового голубого прозрачность раствора возрастает. На образец наносился 1 см3 0,1% раствора метиленового голубого. Затем образцы были помещены в камеру ультрафиолетовой засветки, оснащенную лампой ДРБ-8. Оценка изменения прозрачности метиленового голубого проводилась с помощью сравнения его спектров пропускания, полученных на спектрофотометрическом стенде. После двухчасового облучения ультрафиолетом сравнивались образцы материалов без покрытия и образцы, на поверхность которых была нанесена пленка диоксида титана толщиной 60 нм, полученная методом реактивного магнетронного распыления.When studying the photocatalytic properties, the standard method was used: methylene blue, which decomposes under the influence of photocatalysis, was used as an indicator. The technique is based on a change in the transparency of the organic indicator solution as a result of its decomposition under the action of the photocatalyst. In the case of decomposition of methylene blue, the transparency of the solution increases. 1 cm 3 of a 0.1% methylene blue solution was applied to the sample. Then, the samples were placed in an ultraviolet light chamber equipped with a DRB-8 lamp. The transparency change of methylene blue was evaluated by comparing its transmission spectra obtained on a spectrophotometric bench. After two hours of ultraviolet irradiation, samples of uncoated materials were compared with samples on the surface of which a titanium dioxide film 60 nm thick was deposited, obtained by reactive magnetron sputtering.
Сравнение оптических спектров показало, что пропускание метиленового голубого, подвергшегося УФ-засветке на поверхности образцов без покрытия, осталось идентичным первоначальному, а на поверхности с пленкой оксида титана увеличилось на 12-18%, что свидетельствует о разложении метилена голубого и подтверждает наличие фотокаталитических свойств исследованных пленок.A comparison of the optical spectra showed that the transmission of methylene blue, which was subjected to UV illumination on the surface of the uncoated samples, remained identical to the initial one, while on the surface with a titanium oxide film it increased by 12-18%, which indicates the decomposition of methylene blue and confirms the presence of photocatalytic properties of the studied films.
Источники информацииInformation sources
1. Photocatalysis and photoinduced hydrophilicity of various metal oxide thin films. M.Miyauchi, A.Nakajima, T.Watanabe, Chem. Mater, 2002, p.2812-2816.1. Photocatalysis and photoinduced hydrophilicity of various metal oxide thin films. M. Miyauchi, A. Nakajima, T. Watanabe, Chem. Mater, 2002, p. 2812-2816.
2. Photocatalytic activity and photoinduced wettability conversion of TiO2 thin film prepared by sol-gel process on a soda-limi glass, T.Watanabe, Journal of sol-gel science and technology, 19, 2002, p.71-76.2. Photocatalytic activity and photoinduced wettability conversion of TiO 2 thin film prepared by sol-gel process on a soda-limi glass, T. Watanabe, Journal of sol-gel science and technology, 19, 2002, p. 71-76.
3. Патент РФ на изобретение №2269495, МПК C03C 17/245, опубл. 10.02.2006.3. RF patent for the invention No. 2269495, IPC C03C 17/245, publ. 02/10/2006.
4. Патент РФ на изобретение №2351688, МПК C23C 16/40, опубл. 10.04.2009.4. RF patent for the invention No. 2351688, IPC C23C 16/40, publ. 04/10/2009.
5. Пленки диоксида титана для фотокатализа и медицины. В.М.Хороших, В.А.Белоус. ФIП ФИП PSE, 2009, т.7, №3, 223-238.5. Titanium dioxide films for photocatalysis and medicine. V.M.Khoroshikh, V.A. Belous. FIP FIP PSE, 2009, v. 7, No. 3, 223-238.
6. Dwight R. Acosta, Arturo Martl'rnez, Carlos R. Magana, Jesurs M. Ortega Electron and Atomic Force Microscopy studies of photocatalytic titanium dioxide thin films deposited by DC magnetron sputtering // Thin Solid Films. - 2005. - Vol.490. - p.112-117.6. Dwight R. Acosta, Arturo Martl'rnez, Carlos R. Magana, Jesurs M. Ortega Electron and Atomic Force Microscopy studies of photocatalytic titanium dioxide thin films deposited by DC magnetron sputtering // Thin Solid Films. - 2005 .-- Vol. 490. - p. 112-117.
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010119620/02A RU2447190C2 (en) | 2010-05-17 | 2010-05-17 | Method for production of photocatalytically active coating |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010119620/02A RU2447190C2 (en) | 2010-05-17 | 2010-05-17 | Method for production of photocatalytically active coating |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2010119620A RU2010119620A (en) | 2011-11-27 |
| RU2447190C2 true RU2447190C2 (en) | 2012-04-10 |
Family
ID=45317478
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010119620/02A RU2447190C2 (en) | 2010-05-17 | 2010-05-17 | Method for production of photocatalytically active coating |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2447190C2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019017944A1 (en) * | 2017-07-20 | 2019-01-24 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Photocatalytic layer on plasmonically active surface |
| RU2711065C1 (en) * | 2019-02-05 | 2020-01-15 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Ion cleaning method in crossed electric and magnetic fields before vacuum ion-plasma treatment |
| RU2794659C1 (en) * | 2023-01-23 | 2023-04-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Поволжский государственный технологический университет" | Method for producing photocatalytic titanium oxide films and device for its implementation |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2341587C2 (en) * | 2004-05-06 | 2008-12-20 | Ппг Индастриз Огайо, Инк. | Method of coating application by method of deposition with magnetron scattering in vacuum |
| RU2351555C2 (en) * | 2003-06-06 | 2009-04-10 | Пилкингтон Плс | Glass with coating |
| JP2009101357A (en) * | 2001-11-29 | 2009-05-14 | Shibaura Mechatronics Corp | Apparatus for producing photocatalytic body |
-
2010
- 2010-05-17 RU RU2010119620/02A patent/RU2447190C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009101357A (en) * | 2001-11-29 | 2009-05-14 | Shibaura Mechatronics Corp | Apparatus for producing photocatalytic body |
| RU2351555C2 (en) * | 2003-06-06 | 2009-04-10 | Пилкингтон Плс | Glass with coating |
| RU2341587C2 (en) * | 2004-05-06 | 2008-12-20 | Ппг Индастриз Огайо, Инк. | Method of coating application by method of deposition with magnetron scattering in vacuum |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Dwight R. Acosta et al. Electron and atomic force microscopy studies of photocatalytic titanium dioxide thin films deposited by DC magnetron sputtering, Thin solid films, 2005, vol. 490, с.112-117. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019017944A1 (en) * | 2017-07-20 | 2019-01-24 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Photocatalytic layer on plasmonically active surface |
| RU2711065C1 (en) * | 2019-02-05 | 2020-01-15 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Ion cleaning method in crossed electric and magnetic fields before vacuum ion-plasma treatment |
| RU2794659C1 (en) * | 2023-01-23 | 2023-04-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Поволжский государственный технологический университет" | Method for producing photocatalytic titanium oxide films and device for its implementation |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2010119620A (en) | 2011-11-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Takeda et al. | Photocatalytic TiO2 thin film deposited onto glass by DC magnetron sputtering | |
| TWI391329B (en) | A method for producing tungsten trioxide powder for photocatalyst, tungsten trioxide powder for photocatalyst and photocatalyst product | |
| EP1525336B1 (en) | Titania coatings by plasma cvd at atmospheric pressure | |
| Collette et al. | Photocatalytic TiO2 thin films synthesized by the post-discharge of an RF atmospheric plasma torch | |
| JP2010529290A (en) | Method for producing titanium oxide layer having high photocatalytic activity and titanium oxide layer produced by this method | |
| Čolović et al. | Wetting properties of titanium oxides, oxynitrides and nitrides obtained by DC and pulsed magnetron sputtering and cathodic arc evaporation | |
| EP1555065A1 (en) | Photocatalyst material and process for producing the same | |
| JP2007314835A (en) | Method of manufacturing hydrophilic thin film | |
| WO2010005019A1 (en) | Inorganic thin film and process for production thereof, and glass | |
| RU2447190C2 (en) | Method for production of photocatalytically active coating | |
| CN107144895B (en) | Transparent optical element for a motor vehicle | |
| JP2000096212A (en) | Photocatalyst film coated member and its production | |
| EP2593220A2 (en) | A doped material | |
| Chua et al. | Effect of Annealing Temperature on Microstructure and UV Light Photocatalytic Activity of Ti O 2 Films Grown by Atmospheric Pressure CVD | |
| Tomaszewski et al. | Effect of substrate sodium content on crystallization and photocatalytic activity of TiO2 films prepared by DC magnetron sputtering | |
| Wojcieszak et al. | Photocatalytic properties of nanocrystalline TiO2 thin films doped with Tb | |
| WO2011027872A1 (en) | Inorganic structure, method for producing same, and method for producing inorganic thin film | |
| Panda et al. | Bactericidal efficiency of nanostructured Al–O/Ti–O composite thin films prepared by dual magnetron reactive co-sputtering technique | |
| JP4037685B2 (en) | Sputtering method | |
| EP1624087B1 (en) | A method for depositing thin layers of titanium dioxide on support surfaces | |
| Maicu et al. | Photocatalytic properties of TiO2 thin films modified with Ag and Pt nanoparticles deposited by gas flow sputtering | |
| Kim et al. | Enhanced hydrophilic property of TiO 2 thin film deposited on glass etched with O 2 plasma | |
| WO2006126894A1 (en) | Fabrication of metal oxide films | |
| JP2007090338A (en) | Photocatalyst attached with amorphous denseness calcium phosphate thin film | |
| Nuñez et al. | Photodegradation of rhodamine 6G by amorphous TiO 2 films grown on polymethylmethacrylate by magnetron sputtering |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170518 |