專利名稱：含光觸媒的短纖維及其制法及利用其的受污染流體凈化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種含有光觸媒(photocatalyst)的短纖維及其制法及其用途，特別是指一種具有可有效增加反應(yīng)表面積、制造成本低以及可重復(fù)使用等功效，并具有特定長度的含光觸媒的短纖維，以及利用此含光觸媒的短纖維或其集合體的受污染流體凈化方法。
背景技術(shù)：
近年來，因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)光觸媒具有殺菌、防污、空氣凈化、脫臭等功能，使其成為目前業(yè)界的熱門產(chǎn)品，而所產(chǎn)生的各項(xiàng)效用則被總稱為“光觸媒效果”。
“光觸媒反應(yīng)”是借由紫外光或太陽光的照射，使光觸媒表面的電子(electron)吸收足夠能量而跳躍至高能階軌道，所以在電子脫離的位置便形成帶正電的電洞(holes)，電洞會將附近水分子所游離出的氫氧基氧化(也就是奪取其電子)，使其成為活性極大的氫氧自由基(OH radical)。而氫氧自由基一旦遇上有機(jī)物質(zhì)，便會將電子奪回，而讓有機(jī)物質(zhì)因鍵結(jié)被破壞而分解，以達(dá)到除污及滅菌的目標(biāo)。
光觸媒現(xiàn)在已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用在日常生活的周圍環(huán)境中，特別是用于凈化空氣及水等流體的裝置。例如，在水凈化裝置中，也曾有人嘗試直接將光觸媒加入污水中形成一漿液，接著再利用紫外光進(jìn)行照射，以分解水中的有機(jī)物，例如美國專利第5,174,877及5,294,315號曾揭示一種的受污染流體的去污設(shè)備，此去污設(shè)備包含一供容納光觸媒粉末及受污染流體的槽體。不過，在完成水凈化處理后，因?yàn)橐话愎庥|媒的粒徑一般介于數(shù)十奈米至數(shù)百奈米之間，而必須借由過濾薄膜將光觸媒與水進(jìn)行分離，但是，在長時間使用后，過濾薄膜的孔隙會被光觸媒所填滿而容易被阻塞，此時需先將水凈化裝置停機(jī)再進(jìn)行薄膜更換，而讓整個凈化過程的成本增加，更讓凈化效率大幅降低。
為避免先前提到的過濾薄膜的阻塞問題，在大部分市面所見的流體凈化裝置中，一般是以薄膜形式將光觸媒涂布在流體凈化裝置的內(nèi)壁，或其他內(nèi)部構(gòu)件上，例如美國專利第5,790,934及6,063,343號就揭示一種包含多數(shù)涂布有光觸媒的風(fēng)扇的反應(yīng)器，而中國臺灣省專利公告第402162號也揭示一種紫外光/二氧化鈦光氧化裝置(photo-oxidation device)，這個裝置包含一具有多數(shù)涂布有光觸媒的攪拌葉片的攪拌機(jī)構(gòu)，或是被涂布在例如玻璃珠、陶瓷及不銹鋼珠等剛性載體(supporter)。當(dāng)光觸媒涂布在凈化裝置的內(nèi)壁或其他構(gòu)件時，容易因?yàn)樽贤夤鉄o法均勻照射到該凈化裝置的內(nèi)部、涂布厚度過厚或與流體接觸的反應(yīng)表面積有限等因素，而讓光觸媒無法完全進(jìn)行反應(yīng)。若光觸媒涂布在剛性載體時，雖可均勻吸收紫外光而產(chǎn)生光觸媒反應(yīng)，但是剛性載體會因本身質(zhì)地較為堅(jiān)硬，在多次碰撞該凈化裝置的內(nèi)部構(gòu)件后，容易讓光觸媒產(chǎn)生脫落現(xiàn)象，于是縮短載體的使用壽命。而且，需注意的是，不論是將光觸媒涂布在該凈化裝置的內(nèi)壁或內(nèi)部構(gòu)件，或是將其涂布在剛性載體，皆可能因?yàn)榕c光觸媒的接著程度不好，所以產(chǎn)生脫落現(xiàn)象。目前業(yè)界雖曾將光觸媒涂布至纖維或織物等非剛性載體上，但是此類產(chǎn)品的用途大多為了提高產(chǎn)品本身的殺菌及自潔(self-cleaning)能力，并未曾有人將其應(yīng)用在任何凈化方法或裝置中。
由以上說明可知道，針對光觸媒無法吸收紫外光能量、反應(yīng)表面積有限以及容易脫落等問題，現(xiàn)今業(yè)界期望發(fā)展一種不易脫落、反應(yīng)表面積大、成本低廉、可發(fā)揮光觸媒效果且可與各種凈化裝置搭配使用的構(gòu)件。

發(fā)明內(nèi)容所以，本發(fā)明的一目的在于提供一種有效增加反應(yīng)表面積、制造成本低以及可重復(fù)使用的含光觸媒的短纖維。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種容易移除且不會造成阻塞的含有光觸媒的短纖維集合體(short fiber assemblies)。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種用于制備該含光觸媒的短纖維的方法。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種利用該含光觸媒的短纖維或其集合體的受污染流體凈化方法。
于是，本發(fā)明的含光觸媒的短纖維包含一纖維本體及一含光觸媒的光觸媒層。該纖維本體是由一纖維材料所構(gòu)成且具有一外表面，該纖維材料是為有機(jī)高分子或能制成纖維的無機(jī)材料。該光觸媒是涂布在該纖維本體的外表面上，其中，該含光觸媒的短纖維的長度為1至80mm。
本發(fā)明的短纖維集合體是由該含光觸媒的短纖維所制成，該含光觸媒的短纖維包含一纖維本體及一含光觸媒的光觸媒層。該纖維本體是由一纖維材料所構(gòu)成且具有一外表面，該纖維材料是為有機(jī)高分子或能制成纖維的無機(jī)材料。該光觸媒是涂布在該纖維本體的外表面上，其中，該含光觸媒的短纖維的長度為1至80mm。
另外，本發(fā)明的用于制備該含光觸媒的短纖維的方法是包含以下步驟(a)提供該由一纖維材料所構(gòu)成且具有一外表面的纖維本體，
(b)將一光觸媒固著在該纖維本體的外表面，以制成含光觸媒的纖維，以及(c)將該含光觸媒的纖維切割為具有1至80mm之間長度的含光觸媒的短纖維。
此外，本發(fā)明的受污染流體凈化方法，包含的步驟為將多數(shù)含光觸媒的短纖維或其集合體放置在該受污染流體中，并施予可見光或紫外光范圍波長的光線照射，于是凈化該受污染流體。
本發(fā)明的含光觸媒的短纖維是借由直接將光觸媒固著在纖維表面上，接著再進(jìn)一步裁切為具有特定長度的纖維，借此有效增加整體的反應(yīng)表面積。當(dāng)進(jìn)一步將其運(yùn)用至凈化裝置時，由于為具有特定長度的短纖維結(jié)構(gòu)，更可均勻分散，而增加與受污染流體的接觸機(jī)率，更有效獲得較佳的凈化效率。此外，不像是一般的剛性載體具有堅(jiān)硬的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的含光觸媒的短纖維與凈化裝置的內(nèi)部構(gòu)件碰撞時，并不會產(chǎn)生脫落現(xiàn)象，使得本發(fā)明的含光觸媒的短纖維具有較長的使用壽命。

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明，附圖中圖1是一橫剖面圖，說明本發(fā)明的含光觸媒的短纖維的結(jié)構(gòu)。
圖2是一示意圖，說明本發(fā)明的含光觸媒的短纖維集合體的一形式。
圖3是一示意圖，說明本發(fā)明的含光觸媒的短纖維集合體的另一形式。
圖4是一示意圖，說明本發(fā)明的含光觸媒的短纖維集合體的又另一形式。
圖5是一示意圖，說明本發(fā)明的含光觸媒的短纖維集合體的再另一形式。
圖6是一示意圖，說明利用本發(fā)明的含光觸媒的短纖維的實(shí)施例1的流體凈化系統(tǒng)的構(gòu)造。
具體實(shí)施方式如圖1所示，本發(fā)明的含光觸媒的短纖維1包含一纖維本體11以及一光觸媒層12。該纖維本體11是由一纖維材料所構(gòu)成且具有一外表面111，該纖維材料是為有機(jī)高分子或能制成纖維的無機(jī)材料。該光觸媒層12是涂布在該纖維本體11的外表面111上。該含光觸媒的短纖維1是具有1至80mm之間的長度。
本發(fā)明的含光觸媒的短纖維1的長度可依據(jù)需要進(jìn)行變化，但是需注意的是，纖維長度以不會相互纏繞糾結(jié)為原則，以免因?yàn)闊o法均勻分散在流體中，而讓凈化效率變差。較佳地，該含光觸媒的短纖維1是具有1至50mm之間的長度。
在本發(fā)明的含光觸媒的短纖維1中，構(gòu)成該纖維本體11的纖維材料可為有機(jī)高分子或能制成纖維的無機(jī)材料。
較佳地，構(gòu)成該纖維本體1的纖維材料為一選自于由下列所構(gòu)成族群的有機(jī)高分子聚酯(polyester)、聚碳酸酯(polycarbonate)、聚酰胺(polyamide)、聚烯烴(polyolefin)、聚丙烯酸酯(polyacrylate)、聚丙烯禎(polyacrylonitrile)、聚乙烯醇(polyvinyl alcohol)、聚氯乙烯(polyethylenechloride)、聚氟乙烯(polyethylene fluoride)、聚苯乙烯(polystyrene)以及此等的一組合。更佳地，構(gòu)成該纖維本體1的高分子為一選自于由下列所構(gòu)成族群的有機(jī)高分子聚乙烯(polyethylene)、聚丙烯(polypropylene)、聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate)、聚對苯二甲酸丙二酯(polypropylene terephthalate)、聚對苯二甲酸丁二酯(polybutylene terephthalate)、尼龍6(nylon 6)、尼龍66(nylon 66)、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate)、聚碳酸酯(polycarbonate)、聚苯乙烯(polystyrene)以及此等的一組合。而在本發(fā)明的一具體例中，構(gòu)成該纖維本體1的高分子為聚對苯二甲酸乙二酯。在本發(fā)明的另一具體例中，構(gòu)成該纖維本體1的高分子為聚甲基丙烯酸甲酯。
較佳地，構(gòu)成該纖維本體1的纖維材料為一選自于由下列所構(gòu)成族群的無機(jī)材料玻璃纖維(glass fiber)、碳纖維(carbon fiber)及陶瓷纖維(ceramic fiber)。
在本發(fā)明的含光觸媒的短纖維1中，該光觸媒層12的含量范圍可依據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行改變，較佳地，以該含光觸媒的短纖維1的總重計(jì)，該光觸媒層12的含量是介于0.2至15重量百分比之間，更佳地，以該含光觸媒的短纖維1的總重計(jì)，該光觸媒層12的含量是介于0.5至8重量百分比之間。
該光觸媒層12內(nèi)的光觸媒可利用一般具有光觸媒效果的市面上可見的任何產(chǎn)品，例如二氧化鈦、氧化鋅、氧化錫、氧化鎢或氧化鐵等等，且該光觸媒的粒徑也視需要而進(jìn)行選擇。較佳地，該光觸媒層12的光觸媒是為呈銳鈦礦(anatase)結(jié)晶的二氧化鈦，且較佳地，其粒徑是介于10nm至900nm之間，更佳地，其粒徑是介于10nm至500nm之間，又更佳地，其粒徑是介于10nm至200nm之間，以及再更佳地，其粒徑是介于10nm至100nm之間。
本發(fā)明的含光觸媒的短纖維1的橫截面直徑可依據(jù)后續(xù)用途進(jìn)行變化及加工，較佳地，該含光觸媒的短纖維1的橫截面直徑是介于5μm至2mm之間，以及更佳地，該含光觸媒的短纖維1的橫截面直徑是介于10μm至100μm之間。
為了便于過濾及回收使用，也可將該含光觸媒的短纖維1制成一短纖維集合體。較佳地，該短纖維集合體是選自于由下列所構(gòu)成的族群束狀纖維(fibers bundle，如圖2所示)、蓬松狀纖維(bulky fibers，如圖3所示)、無紡布(non-wovenfabric)以及編帶(knitted strap)。束狀纖維是進(jìn)行集束(bundling)、固著(consolidation)及裁切(cutting)步驟所制成。蓬松狀纖維是借由將該含光觸媒的短纖維1進(jìn)行鬈曲加工(crimping)、集束、固著及裁切步驟所制成。無紡布是借由將該含光觸媒的短纖維1經(jīng)開棉(opening)、梳棉(carding)形成纖維網(wǎng)、再經(jīng)疊棉(lapping)、固著等步驟所制成，而為了便于后續(xù)使用，所制成的含有光觸媒的無紡布會進(jìn)行裁切步驟，以制成具有不同形狀的塊狀無紡布，其形狀包括但是不限于立方體、圓柱體、多面體(例如五角柱體、六角柱體)等。此外，該塊狀無紡布可再進(jìn)行一固著步驟，而讓整體結(jié)構(gòu)更加牢固，例如制作為一具有中央固著線的塊狀無紡布(如圖4所示)。而編帶是利用機(jī)器編織(knitting)且經(jīng)裁切所制成，且其形狀可為中空圓柱狀的編帶(如圖5所示)等。
另外，本發(fā)明的用于制備該含光觸媒的短纖維1的方法包含以下步驟(a)提供一由一纖維材料所構(gòu)成且具有一外表面111的纖維本體11，(b)將一光觸媒固著在該纖維本體11的外表面111，以制成光觸媒纖維，以及(c)將該光觸媒纖維切割為具有1至80mm之間長度的含光觸媒的短纖維1。
該步驟(a)的纖維本體11的纖維材料也如先前說明中所提及的，而進(jìn)行選擇及變化，所以在這里不再重復(fù)說明。較佳地，該步驟(a)的纖維本體11的纖維材料是為有機(jī)高分子，更佳地，該有機(jī)高分子是選自于由下列所構(gòu)成的族群聚乙烯、聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、尼龍6、尼龍66、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯以及此等的一組合。
較佳地，以該纖維本體11的總重計(jì)，該步驟(b)的光觸媒用量是介于0.2至15重量百分比之間，更佳地，該步驟(b)的光觸媒用量是介于0.5至8重量百分比之間。
在本發(fā)明的制法中，該步驟(b)的光觸媒可運(yùn)用各種一般方式固著在該纖維本體11的外表面111，較佳地，該步驟(b)是借由將該光觸媒浸漬(dipping)或涂布在該纖維本體11的外表面111，接著再進(jìn)行干燥(drying)或熟化(curing)，以將該光觸媒固著在該纖維本體11的外表面111。
較佳地，該步驟(c)所獲得的含光觸媒的短纖維1是具有1至50mm之間的長度。
此外，本發(fā)明的利用該含光觸媒的短纖維1的受污染流體凈化方法包含的步驟為將多數(shù)含光觸媒的短纖維1放置在該受污染流體，并施予可見光或紫外光范圍波長的光線照射，于是凈化該流體。
本發(fā)明的含光觸媒的短纖維1適用于凈化處理各種流體，較佳地，該受污染流體為廢氣或廢水。而在本發(fā)明的一應(yīng)用例中，該受污染流體為廢水。
依據(jù)本發(fā)明的受污染流體凈化方法，可將該含光觸媒的短纖維1應(yīng)用于各種流體凈化系統(tǒng)，且該流體凈化系統(tǒng)的構(gòu)件可依需要進(jìn)行變化及設(shè)計(jì)。較佳地，該受污染流體凈化方法是借由將該受污染流體導(dǎo)入一流體凈化系統(tǒng)，以凈化該受污染流體，其中，該流體凈化系統(tǒng)包括一用于容置該受污染流體的反應(yīng)槽、一設(shè)置在該反應(yīng)槽內(nèi)且用以提供可見光或紫外光范圍波長的光線的給光裝置，以及一放置在該反應(yīng)槽內(nèi)且由多數(shù)含光觸媒的短纖維或其集合體所構(gòu)成的光觸媒單元，該光觸媒單元會在該給光裝置所提供的光線照射下，而與該受污染流體接觸反應(yīng)。
該光觸媒單元是由該等含光觸媒的短纖維或其集合體所構(gòu)成，而在本發(fā)明的一應(yīng)用例中，該含光觸媒的短纖維具有1至50mm之間的長度。
較佳地，該光觸媒單元是由多數(shù)短纖維集合體所構(gòu)成，每一短纖維集合體是選自于由下列所構(gòu)成的族群束狀纖維、蓬松狀纖維、無紡布以及編帶。更佳地，每一短纖維集合體是為塊狀無紡布，又更佳地，每一短纖維集合體是為呈中空圓柱狀的編帶。
較佳地，該流體凈化系統(tǒng)更包括一設(shè)置在該反應(yīng)槽內(nèi)且用于將該等含光觸媒的短纖維與經(jīng)凈化的流體分離的過濾裝置。
有關(guān)本發(fā)明的前面描述及其他技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)與功效，在以下結(jié)合附圖及實(shí)施對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
<實(shí)施例>1.實(shí)施例1的纖維材料(聚對苯二甲酸乙二酯，在以下說明中簡稱為『PET』)由臺灣遠(yuǎn)東化纖公司所制造。
2.實(shí)施例2的纖維材料(聚甲基丙烯酸甲酯，在以下說明中簡稱為『PMMA』)由臺灣奇美公司所制造。
3.光觸媒(銳鈦礦結(jié)晶型二氧化鈦)漿液由臺灣工研院化學(xué)工業(yè)研究所制造，該光觸媒漿液包含二氧化鈦、分散劑及含有光或熱可硬化樹脂的粘合劑，其中，二氧化鈦在該光觸媒漿液中的含量為8.0％。由PET所構(gòu)成的含光觸媒的短纖維的制作(a)提供由PET所構(gòu)成且具有一外表面的纖維本體，(b)將該纖維本體浸漬在該光觸媒漿液(二氧化鈦的含量為8.0％)中，接著通過一壓吸輪(paddingroller)，再借由干燥來去除水分，而將光觸媒固著在該纖維本體的外表面，以制成含光觸媒的纖維。以及(c)將該光觸媒纖維裁切為具有8mm長度以及0.2mm橫截面直徑的含光觸媒的短纖維。
(光觸媒附著量試驗(yàn))將多數(shù)8mm長度及0.2mm橫截面直徑的短纖維進(jìn)行秤重，接著再依據(jù)該實(shí)施例1的流程，將該等短纖維制作為含有光觸媒的短纖維，最后再進(jìn)行干燥及秤重，并利用下式進(jìn)行光觸媒附著率的計(jì)算光觸媒附著率＝(附著光觸媒后的干燥重量-附著前的干燥重量)/附著前的干燥重量實(shí)施例1所制得的含光觸媒的短纖維所測得的光觸媒附著率為7.2％。
(甲基藍(lán)褪色試驗(yàn))將0.78g的實(shí)施例1的含光觸媒的短纖維放置在10mL的濃度為10ppm的甲基藍(lán)溶液(methylene blue，由日本Katayama化學(xué)公司所制造)中，接著在紫外光燈管下照射，以觀察甲基藍(lán)溶液的顏色變化。
(結(jié)果)在反應(yīng)3小時后發(fā)現(xiàn)，甲基藍(lán)溶液的顏色已由原本的藍(lán)色轉(zhuǎn)變?yōu)闊o色透明溶液，顯然該實(shí)施例1所制得的含光觸媒的短纖維確實(shí)具有光觸媒效果。由PMMA所構(gòu)成的含光觸媒的短纖維的制作除了以PMMA取代PET作為構(gòu)成該纖維本體的材料之外，其余制作方法及條件皆與該實(shí)施例1相同，最后也獲得具有8mm長度以及0.2mm橫截面直徑的含光觸媒的短纖維。利用該實(shí)施例1的含光觸媒的短纖維的水凈化系統(tǒng)如圖6所示，該應(yīng)用例的水凈化系統(tǒng)包括一反應(yīng)槽21、一給光裝置22、多數(shù)實(shí)施例1的含光觸媒的短纖維23、一攪拌裝置24以及一過濾裝置25。
該反應(yīng)槽221具有一進(jìn)水口211以及一與該進(jìn)水口211相反設(shè)置的出水口212。該給光裝置22是設(shè)置在該反應(yīng)槽21內(nèi)，并具有二相反設(shè)置且用以提供紫外光范圍波長的光線的紫外光燈管221。
該攪拌裝置24是設(shè)置在該反應(yīng)槽21內(nèi)且位在接近該反應(yīng)槽21的進(jìn)水口211處，以讓該等含光觸媒的短纖維23與該受污染流體可均勻混合，同時接觸反應(yīng)。該過濾裝置25是設(shè)置在該反應(yīng)槽21內(nèi)且與該反應(yīng)槽21的出水口212連接，以將該等含光觸媒的短纖維23與經(jīng)凈化的流體分離。
該受污染流體的凈化方法為將該受污染流體由該進(jìn)水口211導(dǎo)入該反應(yīng)槽21內(nèi)，接著借由該攪拌裝置24而與該等含光觸媒的短纖維23的該等含光觸媒的短纖維231接觸，并在該給光裝置22的兩紫外光燈管221所提供的紫外光范圍波長的光線照射下進(jìn)行反應(yīng)，最后獲得的已凈化流體將透過該過濾裝置25而與該等含光觸媒的短纖維23分離，并由出水口212離開以進(jìn)行收集。
綜合以上說明，本發(fā)明的含光觸媒的短纖維借由具有特定的長度，而增加它的反應(yīng)表面積以及應(yīng)用范圍，且當(dāng)進(jìn)一步將其運(yùn)用于凈化裝置時，更可均勻分散在受污染流體中，而增加接觸機(jī)率，以獲得較佳的凈化效率，達(dá)到本發(fā)明的目的。
權(quán)利要求
1·一種含光觸媒的短纖維，包含一纖維本體，以及一涂布在該纖維本體上的光觸媒層，其特征在于該纖維本體是由一纖維材料所構(gòu)成且具有一外表面，該纖維材料為有機(jī)高分子或能制成纖維的無機(jī)材料，且該光觸媒層是含有光觸媒，并涂布在該纖維本體的外表面上，其中，該含光觸媒的短纖維長度為1至80mm。
2·如權(quán)利要求1所述含光觸媒的短纖維，其特征在于該含光觸媒的短纖維長度為1至50mm。
3·如權(quán)利要求1所述含光觸媒的短纖維，其特征在于構(gòu)成該纖維材料的有機(jī)高分子是選自于由下列材料所構(gòu)成的族群聚酯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚烯烴、聚丙烯酸酯、聚丙烯腈、聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚氟乙烯以及聚苯乙烯。
4·如權(quán)利要求3所述含光觸媒的短纖維，其特征在于構(gòu)成該纖維材料的有機(jī)高分子是選自于由下列材料所構(gòu)成的族群聚乙烯、聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、尼龍、尼龍、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯以及此等的一組合。
5·如權(quán)利要求4所述含光觸媒的短纖維，其特征在于該有機(jī)高分子為聚對苯二甲酸乙二酯。
6·如權(quán)利要求4所述含光觸媒的短纖維，其特征在于該有機(jī)高分子為聚甲基丙烯酸甲酯。
7·如權(quán)要求1所述含光觸媒的短纖維，其特征在于構(gòu)成該纖維材料的無機(jī)材料是選自于由下列材料所構(gòu)成的族群玻璃纖維、碳纖維及陶瓷纖維。
8·如權(quán)利要求1所述含光觸媒的短纖維，其特征在于以該含光觸媒的短纖維的總重計(jì)，該光觸媒層的含量是介于0.2至15重量百分比之間。
9·如權(quán)利要求8所述含光觸媒的短纖維，其特征在于以該含光觸媒的短纖維的總重計(jì)，該光觸媒層的含量是介于0.5至8重量百分比之間。
10·如權(quán)利要求1所述含光觸媒的短纖維，其特征在于該光觸媒層的光觸媒為呈銳鈦礦結(jié)晶的二氧化鈦，其粒徑是介于10nm至900nm之間。
11·如權(quán)利要求1所述含光觸媒的短纖維，其特征在于該光觸媒層的光觸媒粒徑是介于10nm至500nm之間。
12·如權(quán)利要求11所述含光觸媒的短纖維，其特征在于該光觸媒層的光觸媒粒徑是介于10nm至200nm之間。
13·如權(quán)利要求12所述含光觸媒的短纖維，其特征在于該光觸媒層的光觸媒粒徑是介于10nm至100nm之間。
14·如權(quán)利要求1所述含光觸媒的短纖維，其特征在于其橫截面直徑是介于5μm至2mm之間。
15·如權(quán)利要求14所述含光觸媒的短纖維，其特征在于其橫截面直徑是介于10μm至100μm之間。
16·一種短纖維集合體，其特征在于是由含光觸媒的短纖維所制成，該含光觸媒的短纖維包含一纖維本體，以及一涂布在該纖維本體上的光觸媒層，該纖維本體是由一纖維材料所構(gòu)成且具有一外表面，該纖維材料為有機(jī)高分子或能制成纖維的無機(jī)材料，且該光觸媒層是含有光觸媒，并涂布在該纖維本體的外表面上，其中，該含光觸媒的短纖維長度為1至80mm。
17·如權(quán)利要求16所述短纖維集合體，其特征在于是選自于由下列所構(gòu)成的族群束狀纖維、蓬松狀纖維、無紡布以及編帶。
18·如權(quán)利要求17所述短纖維集合體，其特征在于其是為塊狀無紡布。
19·如權(quán)利要求18所述短纖維集合體，其特征在于其是為呈中空圓柱狀的編帶。
20·一種用于制備如權(quán)利要求1所述含光觸媒的短纖維的方法，其特征在于，包含以下步驟(a)提供該由一纖維材料所構(gòu)成且具有一外表面的纖維本體，(b)將一光觸媒固著在該纖維本體的外表面，以制成含光觸媒的纖維，以及(c)將該含光觸媒的纖維切割為長度在1至80mm之間的含光觸媒的短纖維。
21·如權(quán)利要求20所述用于制備含光觸媒的短纖維的方法，其特征在于該步驟(a)的纖維材料是為一有機(jī)高分子，該有機(jī)高分子是選自于由下列材料所構(gòu)成的族群聚乙烯、聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、尼龍6、尼龍66、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯以及此等的一組合。
22·如權(quán)利要求20所述用于制備含光觸媒的短纖維的方法，其特征在于以該纖維本體的總重計(jì)，該步驟(b)的光觸媒用量是介于0.2至15重量百分比之間。
23·如權(quán)利要求22所述用于制備含光觸媒的短纖維的方法，其特征在于以該纖維本體的總重計(jì)，該步驟(b)的光觸媒用量是介于0.5至8重量百分比之間。
24·如權(quán)利要求20所述用于制備含光觸媒的短纖維的方法，其特征在于該步驟(b)是借由將該光觸媒浸漬或涂布在該纖維本體的外表面，接著再進(jìn)行熟化，來將該光觸媒固著在該纖維本體的外表面。
25·如權(quán)利要求20所述用于制備含光觸媒的短纖維的方法，其特征在于該步驟(c)所獲得的含光觸媒的短纖維長度為1至50mm。
26·一種受污染流體凈化方法，其特征在于，包含的步驟為將多數(shù)含光觸媒的短纖維或其集合體放置在該受污染流體中，并施予可見光或紫外光范圍波長的光線照射，于是凈化該受污染流體。
27·如權(quán)利要求26所述受污染流體凈化方法，其特征在于該受污染流體為廢氣或廢水。
28·如權(quán)利要求27所述受污染流體凈化方法，其特征在于該受污染流體為廢水。
29·如權(quán)利要求26所述受污染流體凈化方法，其特征在于是利用如權(quán)利要求1所述的含光觸媒的短纖維。
30·如權(quán)利要求26所述受污染流體凈化方法，其特征在于是利用如權(quán)利要求16所述的短纖維集合體。
31·如權(quán)利要求30所述受污染流體凈化方法，其特征在于該短纖維集合體是選自于由下列所構(gòu)成的族群束狀纖維、蓬松狀纖維、無紡布以及編帶。
32·如權(quán)利要求31所述受污染流體凈化方法，其特征在于該短纖維集合體是為塊狀無紡布。
33·如權(quán)利要求31所述受污染流體凈化方法，其特征在于該短纖維集合體是為呈中空圓柱狀的編帶。
34·如權(quán)利要求26所述受污染流體凈化方法，其特征在于是借由將該受污染流體導(dǎo)入一流體凈化系統(tǒng)，來凈化該受污染流體，其中，該流體凈化系統(tǒng)包括一用于容置該受污染流體的反應(yīng)槽、一設(shè)置在該反應(yīng)槽內(nèi)且用以提供可見光或紫外光范圍波長的光線的給光裝置，以及一放置在該反應(yīng)槽內(nèi)且由該等短纖維或其集合體所構(gòu)成的光觸媒單元，該光觸媒單元會在該給光裝置所提供的光線照射下，而與該受污染流體接觸反應(yīng)。
35·如權(quán)利要求34所述受污染流體凈化方法，其特征在于該光觸媒單元是由多數(shù)具有1至50mm之間長度的含光觸媒的短纖維所構(gòu)成。
36·如權(quán)利要求34所述受污染流體凈化方法，其特征在于該光觸媒單元是由多數(shù)短纖維集合體所構(gòu)成，每一短纖維集合體是選自于由下列所構(gòu)成的族群束狀纖維、蓬松狀纖維、無紡布以及編帶。
37·如權(quán)利要求36所述受污染流體凈化方法，其特征在于每一短纖維集合體是為塊狀無紡布。
38·如權(quán)利要求36所述受污染流體凈化方法，其特征在于每一短纖維集合體是為呈中空圓柱狀的編帶。
39·如權(quán)利要求34所述受污染流體凈化方法，其特征在于該流體凈化系統(tǒng)更包括一設(shè)置在該反應(yīng)槽內(nèi)且用于將該光觸媒單元與經(jīng)凈化的流體分離的過濾裝置。
全文摘要
本發(fā)明是含光觸媒的短纖維，包含一具有一外表面的纖維本體及一涂布在該纖維本體的外表面上且含有光觸媒的光觸媒層，該纖維本體是由一纖維材料所構(gòu)成，該纖維材料是為有機(jī)高分子或能制成纖維的無機(jī)材料，該含光觸媒的短纖維具有1至80mm之間的長度，本發(fā)明另是由該含光觸媒的短纖維所制成的短纖維集合體、一種制備該含光觸媒的短纖維的方法，與利用該含光觸媒的短纖維其集合體的受污染流體凈化方法。本發(fā)明的含光觸媒的短纖維可有效增加反應(yīng)表面積，且制造成本低，并可重復(fù)使用。
文檔編號D04H1/00GK1940151SQ20051011334
公開日2007年4月4日 申請日期2005年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月29日
發(fā)明者胡衍榮, 陳璽聿, 林智祥 申請人:康那香企業(yè)股份有限公司