本發(fā)明涉及可見光活性光催化劑涂敷組合物及空氣凈化用過濾器。
背景技術(shù)：
：通常，以去除室內(nèi)空氣中的灰塵、細菌、其他污染物質(zhì)等為目的使用空氣凈化用過濾器。上述空氣凈化用過濾器為多孔性結(jié)構(gòu)，可通過吸附來去除污染物質(zhì)等，隨著時間的推移，因所吸附的污染物質(zhì)的堆積而使空氣凈化功能降低，需持續(xù)更換過濾器，因此繁瑣且非經(jīng)濟。因此，通過使用光催化劑來使包含于空氣中的水、氧等活性化，分解并去除所吸附的污染物質(zhì)，從而可延長過濾器的壽命。但是，為了將上述光催化劑涂敷于過濾器，需使用粘結(jié)劑物質(zhì)，由此，具有因堵住過濾器的孔隙或附著于光催化劑的表面而降低對光催化劑的光的表面活性的問題。而且，為了迅速地涂敷光催化劑，在使用乙醇溶劑的情況下，也具有降低對光催化劑的光的表面活性的問題。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在本發(fā)明的一實例中，提供體現(xiàn)可見光活性性能及優(yōu)秀的光催化劑效率性并迅速且容易地被涂敷的可見光活性光催化劑涂敷組合物。在本發(fā)明的另一實例中，提供長時間體現(xiàn)優(yōu)秀的空氣凈化、除臭及抗菌性能的空氣凈化用過濾器。技術(shù)方案在本發(fā)明的一實例中，提供包含可見光活性光催化劑材料及水類溶劑的可見光活性光催化劑涂敷組合物。上述可見光活性光催化劑材料可對約380nm至約500nm的波長范圍的可視光線具有活性。上述可見光活性光催化劑材料可包含多孔性第一金屬氧化物、及摻雜于上述多孔性第一金屬氧化物的第二金屬粒子、第二金屬氧化物粒子中的一種或全部。上述第一金屬氧化物可包含選自二氧化鈦、氧化鎢、氧化鋅、氧化鈮及它們的組合中的至少一種。上述第二金屬粒子及上述第二金屬氧化物粒子的第二金屬可包含過渡金屬、貴金屬中的一種或全部。上述第二金屬可包含選自鎢、鉻、釩、鉬、銅、鐵、鈷、錳、鎳、鉑、金、鈰、鎘、鋅、鎂、鈣、鍶、鋇、鐳、鈀及它們的組合中的至少一種。包含于上述可見光活性光催化劑材料的上述多孔性第一金屬氧化物與合計上述第二金屬粒子及上述第二金屬氧化物粒子的總和的重量比可為約1:0.001至約1:0.1。上述可見光活性光催化劑涂敷組合物可通過涂敷于含有活性碳的多孔性基材來起到形成空氣凈化過濾器用光催化劑涂敷層的用途。上述含有活性碳的多孔性基材能夠以使活性碳附著或浸漬于多孔性基材的方式包含活性炭，上述多孔性基材由包含選自由有機纖維或無機纖維材質(zhì)的織物或無紡布、紙、發(fā)泡體及由它們的組合組成的組中的至少一種的材料形成?？砂s4重量百分比至約10重量百分比的上述可見光活性光催化劑材料?？砂s90重量百分比至約96重量百分比的上述水類溶劑。上述水類溶劑可為水。上述可見光活性光催化劑材料可由粒子形成。上述可見光活性光催化劑的粒子的平均直徑可為約30nm至約500nm?？刹话掖技罢辰Y(jié)劑物質(zhì)。在本發(fā)明的另一實例中，提供包含由上述可見光活性光催化劑涂敷組合物形成的光催化劑涂敷層的空氣凈化用過濾器。上述空氣凈化用過濾器可不包含乙醇及粘結(jié)劑物質(zhì)。上述空氣凈化用過濾器還包含含有活性碳的多孔性基材，可在上述含有活性碳的多孔性基材涂敷有上述光催化劑涂敷層。上述含有活性碳的多孔性基材可包含約20重量百分比至約80重量百分比的活性碳。上述含有活性碳的多孔性基材的厚度可為約0.5mm至約3.0mm。有益效果上述可見光活性光催化劑涂敷組合物體現(xiàn)可見光活性性能及優(yōu)秀的光催化劑效率并迅速且容易地被涂敷。具體實施方式以下，對本發(fā)明的實例進行詳細說明。但是，此作為例示來提出，本發(fā)明并不限定于此，本發(fā)明通過發(fā)明要求保護范圍的范疇來定義。在本發(fā)明的一實例中，提供包含可見光活性光催化劑材料及水類溶劑的可見光活性光催化劑涂敷組合物。光催化劑材料為如下的物質(zhì)，即，從通過吸收光來獲取的能源生成的電子和空穴生成過氧化物陰離子或羥基自由基等，從而可起到空氣凈化、除臭、抗菌作用。作為上述光催化劑材料，通常使用紫外線活性光催化劑，例如，使用由二氧化鈦材質(zhì)形成的紫外線活性光催化劑等，但是，光催化劑在室內(nèi)光源條件下的效率過低，需要額外的照射紫外線的光源供給裝置。而且，通常，為了將上述光催化劑涂敷于過濾器，需使用粘結(jié)劑物質(zhì)，因此具有因粘結(jié)劑物質(zhì)堵住過濾器的孔隙或附著于光催化劑的表面而降低對光催化劑的光的表面活性的問題。并且，為了使包含光催化劑的涂敷組合物迅速地吸收及干燥，在使用乙醇溶劑的情況下，光催化劑等的溶質(zhì)更快地沉淀，可使分散性降低，在乙醇溶劑內(nèi)可包含于光催化劑的鉑等的成分進行乙醇分解反應(yīng)，可使儲存穩(wěn)定性降低。因此，在一實例中，通過包含可見光活性光催化劑材料來不僅通過紫外線，而且可通過可視光線來體現(xiàn)使光催化劑材料活化的可見光活性性能，因此，在室內(nèi)中即使沒有額外的光源供給裝置，也能夠以高水平提高光催化劑效率。與此同時，通過包含水類溶劑來有效地防止過濾器的孔隙被堵住及光催化劑材料的表面活性的降低，使產(chǎn)品的壽命延長，進而減少光催化劑材料的沉淀速度，從而可提高分散性，防止光催化劑材料與溶劑之間的反應(yīng)，因此，具有可長時間體現(xiàn)均勻的性能、優(yōu)秀的儲存穩(wěn)定性及優(yōu)秀的經(jīng)濟性的優(yōu)點。上述可見光活性光催化劑材料可對約380nm至約500nm的波長范圍的可視光線具有活性，并且，例如，能夠以對約400nm波長的可視光線呈現(xiàn)約20％的吸光度且對約500nm波長的可視光線呈現(xiàn)約10％的吸光度的方式制備上述可見光活性光催化劑材料。如上所述，在可視光線區(qū)域的波長范圍內(nèi)具有活性，因此，即使沒有照射紫外線的額外的光源供給裝置，僅通過室內(nèi)光源也可使上述可見光活性光催化劑材料充分生成電子和空穴，從而體現(xiàn)優(yōu)秀的光催化劑效率。上述可見光活性光催化劑材料可包含多孔性第一金屬氧化物、及摻雜于上述多孔性第一金屬氧化物的第二金屬粒子、第二金屬氧化物粒子中的一種或全部。上述多孔性第一金屬氧化物為載體，例如，可通過溶膠-凝膠法或水熱合成法(hydrothermalmethod)形成為球形、板形或針形的粒子。例如，上述第二金屬粒子或第二金屬氧化物粒子可通過光蒸發(fā)法摻雜于上述多孔性第一金屬氧化物，但是，并不限定于此。例如，上述第一金屬氧化物可包含選自二氧化鈦、氧化鎢、氧化鋅、氧化鈮及它們的組合中的至少一種。具體地，上述第一金屬氧化物可包含氧化鎢，由此，可進而提高可見光活性性能。例如，上述第一金屬氧化物粒子的平均直徑可為約30nm至約100nm。例如，作為上述第二金屬粒子及上述第二金屬氧化物的第二金屬，可無限制地使用對可視光線賦予活性的金屬，可包含過渡金屬、貴金屬中的一種或全部，即，上述第二金屬粒子、上述第二金屬氧化物可包含選自由過渡金屬、貴金屬、它們的氧化物及它們的組合組成的組中的至少一種。并且，例如，上述第二金屬可包含選自鎢、鉻、釩、鉬、銅、鐵、鈷、錳、鎳、鉑、金、鈰、鎘、鋅、鎂、鈣、鍶、鋇、鐳、鈀及它們的組合中的至少一種，具體地，可通過包含選自由鉑、銅、金、銀、鋅、鈀及它們的組合組成的組中的至少一種來體現(xiàn)優(yōu)秀的可見光活性性能。并且，具體地，上述第一金屬氧化物包含氧化鎢，上述第二金屬可包含鉑，由此，通過以更高的水平吸收可視光線來有效地提高對可視光線的光催化劑效率。在一實例中，包含于上述可見光活性光催化劑材料的上述多孔性第一金屬氧化物與合計上述第二金屬粒子及上述第二金屬氧化物粒子的總和的重量比可為約1:0.001至約1:0.1。通過以上述范圍內(nèi)的重量比來調(diào)節(jié)它們的含量，從而上述第一金屬氧化物通過可視光線充分生成電子和空穴，并充分防止上述第二金屬粒子或上述第二金屬氧化物粒子與所生成的電子和空穴再次結(jié)合，可有效地提高光催化劑活性效率。在合計上述第二金屬粒子及上述第二金屬氧化物粒子的總和僅包含兩種中的一種的情況下，意味著一種總和，即，上述第二金屬粒子的總和或上述第二金屬氧化物粒子的總和，在包含上述所有的情況下，意味著合計上述第二金屬粒子及上述第二金屬氧化物粒子的總和。例如，包含于上述可見光活性光催化劑材料的合計上述第二金屬粒子及上述第二金屬氧化物粒子的總和的含量可為約0.1重量百分比至約10重量百分比。由此，上述多孔性第一金屬氧化物的含量可為約90重量百分比至約99.9重量百分比。通過以上述范圍內(nèi)的含量被包含來體現(xiàn)優(yōu)秀的光催化劑活性。具體地，在上述多孔性第一金屬氧化物的含量大于約99.9重量百分比的情況下，通過可視光線生成的電子和空穴可容易地再次結(jié)合，它們不易分離，不能呈現(xiàn)充足的光催化劑活性，在小于約90重量百分比的情況下，無法充分確保從上述多孔性第一金屬氧化物轉(zhuǎn)移的電子數(shù)，具有使光催化劑活性降低的擔(dān)憂，因上述第一金屬氧化物對光的露出面積減少而可導(dǎo)致降低光催化劑性能。并且，上述多孔性第一金屬氧化物中的一部分相互凝結(jié)而形成一個聚合體(cluster)，以使作為上述聚合體來被包含。根據(jù)上述第一金屬氧化物的形狀，上述可見光活性光催化劑材料可由粒子形成。例如，上述可見光活性光催化劑的粒子的平均直徑可為約30nm至約500nm，具體地，可為約30nm至約200nm。在通過具有上述范圍的平均直徑來使上述可見光活性光催化劑涂敷組合物涂敷于多孔性基材的情況下，上述可見光活性光催化劑材料可更均勻地分散，且更快速地向上述多孔性基材滲透來體現(xiàn)優(yōu)秀的分散性及優(yōu)秀的附著性。并且，可通過確保對可視光線的露出面積來呈現(xiàn)充足的空氣凈化及抗菌功能。并且，上述第一金屬氧化物的比表面積可為約50m2/g至約500m2/g。通過具有上述范圍內(nèi)的高水平的比表面積來有效地露出于可視光線等的光源，并以適當(dāng)?shù)乃叫纬蓺饪茁?，從而充分摻雜上述第二金屬粒子及上述第二金屬氧化物粒子。在一實例中，上述可見光活性光催化劑涂敷組合物可包含約4重量百分比至約10重量百分比的上述可見光活性光催化劑材料。包含上述范圍內(nèi)的含量的上述可見光活性光催化劑材料，借助可視光線也可充分體現(xiàn)優(yōu)秀的空氣凈化、除臭及抗菌性能，無需增加過多費用。并且，上述可見光活性光催化劑涂敷組合物可包含約90重量百分比至約96重量百分比的上述水類溶劑。包含上述范圍內(nèi)的含量的上述水類溶劑，可適當(dāng)?shù)胤稚⑸鲜隹梢姽饣钚怨獯呋瘎┎牧希瑥亩子趯Χ嗫仔曰?，例如，多孔性過濾器進行涂敷，且可迅速地吸收及干燥，從而可增加生產(chǎn)效率。具體地，在上述水類溶劑的含量低于約90％的情況下，上述可見光活性光催化劑材料難以分散，也難以涂敷上述可見光活性光催化劑涂敷組合物，從而無法體現(xiàn)整體上均勻的性能，可使附著性降低，在大于約96％的情況下，上述可見光活性光催化劑材料的含量非常不足，具有空氣凈化、除臭及抗菌性能無法達到所需的程度的問題。上述水類溶劑可為水。例如，作為由100重量百分比的水形成的溶劑，上述水可包含蒸餾水、離子水中的一種或全部，但并不限定于此。在一實例中，上述可見光活性光催化劑涂敷組合物可不包含乙醇及粘結(jié)劑物質(zhì)。由此，通過充分包含上述可見光活性光催化劑材料的露出表面積來體現(xiàn)優(yōu)秀的光催化劑效率，例如，可有效地提高如揮發(fā)性有機化合物(vocs)的有害物質(zhì)的吸附及去除性能。上述粘結(jié)劑物質(zhì)意味著包含如丙烯酸類樹脂、聚酯類樹脂等在本
技術(shù)領(lǐng)域：
中所公知的粘結(jié)劑樹脂的有機類粘結(jié)劑或無機類粘結(jié)劑，具體地，可包含硅溶膠、鋁溶膠、氧化鋯溶膠、二氧化鈦溶膠等，但是，并不限定于此。通常，甲苯為分子量大且非極性物質(zhì)，在露出表面積小的情況下，具有難以吸附及去除的問題。如上所述，上述可見光活性光催化劑涂敷組合物不包含乙醇及粘結(jié)劑物質(zhì)，因此，上述可見光活性光催化劑材料的露出表面積可能無法減少，具體地，也以高的水平吸附如甲苯的有害物質(zhì)，從而可體現(xiàn)優(yōu)秀的去除率。如后述的本發(fā)明的另一實例中所記載，上述可見光活性光催化劑涂敷組合物通過涂敷于含有活性碳的多孔性基材來起到形成空氣凈化過濾器用光催化劑涂敷層的用途，由此，可體現(xiàn)空氣凈化、除臭或抗菌效果。上述活性碳(activatedcarbon)為包含微細孔隙的多孔性碳物質(zhì)，具有非常大的吸附性。上述空氣凈化過濾器用光催化劑涂敷層可通過如下的方式形成，即，將上述含有活性碳的多孔性基材浸漬于上述可見光活性光催化劑涂敷組合物后進行干燥或通過噴射法將上述可見光活性光催化劑涂敷組合物噴射于上述含有活性碳的多孔性基材來形成，但是，并不限定于此。如上所述，通過將上述可見光活性光催化劑涂敷組合物適用于上述含有活性碳的多孔性基材，從而即使不包含粘結(jié)劑物質(zhì)也可體現(xiàn)優(yōu)秀的附著性，同時，具有即使不包含乙醇溶劑也可迅速地吸收及干燥的優(yōu)點。例如，上述含有活性碳的多孔性基材以使活性碳附著或浸漬于多孔性基材的方式包含活性炭，上述多孔性基材由包含選自由有機纖維或無機纖維材質(zhì)的織物或無紡布、紙、發(fā)泡體及它們的組合組成的組中的至少一種的材料形成。向上述多孔性基材附著或浸漬上述活性碳的方法根據(jù)本
技術(shù)領(lǐng)域：
中所公知的方法進行，例如，將多孔性基材浸漬于含有活性碳的組合物后進行干燥或通過噴射法向上述多孔性基材噴射含有活性碳的組合物來進行，但并不限定于此。上述含有活性碳的多孔性基材可包含約20重量百分比至約80重量百分比的活性碳。包含上述范圍內(nèi)的含量的活性碳，從而充分地吸附空氣中的有害物質(zhì)等，能夠以優(yōu)秀的水平附著上述可見光活性光催化劑涂敷組合物的同時無需增加過多費用。上述含有活性碳的多孔性基材還可包含選自由硅藻土、沸石、硅膠、淀粉、膨潤土、氧化鋁及它們的組合組成的組中的至少一種的吸附劑。上述含有活性碳的多孔性基材的厚度可為約0.5mm至約3.0mm。具有上述范圍內(nèi)的厚度，從而不僅無需增加過多上述空氣凈化用過濾器的厚度，且能夠以優(yōu)秀的水平發(fā)揮空氣凈化、除臭或抗菌效果。在本發(fā)明的另一實例中，提供包含由上述可見光活性光催化劑涂敷組合物形成的光催化劑涂敷層的空氣凈化用過濾器。上述可見光活性光催化劑涂敷組合物與一實例中所述相同。因此，上述空氣凈化用過濾器可體現(xiàn)可見光活性性能，因此，在室內(nèi)即使沒有額外的光源供給裝置，也能夠以高水平提高光催化劑效率。與此同時，上述可見光活性光催化劑涂敷組合物通過包含水類溶劑來有效地防止過濾器的孔隙被堵住及光催化劑材料的表面活性的降低，使產(chǎn)品的壽命延長，進而減少光催化劑材料的沉淀速度，從而可提高分散性，防止光催化劑材料與溶劑之間的反應(yīng)，因此，具有可長時間體現(xiàn)均勻的性能、優(yōu)秀的儲存穩(wěn)定性及優(yōu)秀的經(jīng)濟性的優(yōu)點。具體地，上述空氣凈化用過濾器可不包含乙醇及粘結(jié)劑物質(zhì)。由此，上述可見光活性光催化劑材料的露出表面積可能無法減少，也以高的水平吸附如甲苯的有害物質(zhì)，從而可體現(xiàn)優(yōu)秀的去除率，如上所述，可體現(xiàn)優(yōu)秀的分散性及優(yōu)秀的儲存穩(wěn)定性。上述空氣凈化用過濾器還包含含有活性碳的多孔性基材，可在上述含有活性碳的多孔性基材涂敷有上述光催化劑涂敷層。例如，上述光催化劑涂敷層可涂敷于上述含有活性碳的多孔性基材的整個表面，即，可均涂敷于在上述含有活性碳的多孔性基材的表面中向外部露出的外表面及形成內(nèi)部的氣孔的內(nèi)表面。將上述含有活性碳的多孔性基材浸漬于上述可見光活性光催化劑涂敷組合物后進行干燥或通過噴射法將上述可見光活性光催化劑涂敷組合物噴射于上述含有活性碳的多孔性基材來涂敷，但并不限定于此。上述含有活性碳的多孔性基材與在一實例中所述相同。如上所述，通過將上述可見光活性光催化劑涂敷組合物適用于上述含有活性碳的多孔性基材，從而即使不包含粘結(jié)劑物質(zhì)也可體現(xiàn)優(yōu)秀的附著性，同時，具有即使不包含乙醇溶劑也可迅速地吸收及干燥的優(yōu)點。由此，在使用于空調(diào)、真空吸塵器、加熱器、空氣凈化器等的情況下，上述光催化劑涂敷層不會隨著空氣的流動而從上述含有活性碳的加工性基材被脫離，從而可長時間體現(xiàn)空氣凈化、除臭或抗菌效果。例如，上述含有活性碳的多孔性基材以使活性碳附著或浸漬于多孔性基材的方式包含活性炭，上述多孔性基材由包含選自由有機纖維或無機纖維材質(zhì)的織物或無紡布、紙、發(fā)泡體及它們的組合組成的組中的至少一種的材料形成。向上述多孔性基材附著或浸漬上述活性碳的方法可根據(jù)本
技術(shù)領(lǐng)域：
中所公知的方法進行，沒有特殊限制。上述含有活性碳的多孔性基材可包含約20重量百分比至約80重量百分比的活性碳。包含上述范圍內(nèi)的含量的活性碳，從而充分地吸附空氣中的有害物質(zhì)等，能夠以優(yōu)秀的水平附著上述可見光活性光催化劑涂敷組合物的同時無需增加過多費用。上述含有活性碳的多孔性基材還可包含選自由硅藻土、沸石、硅膠、淀粉、膨潤土、氧化鋁及它們的組合組成的組中的至少一種的吸附劑。上述含有活性碳的多孔性基材的厚度可為約0.5mm至約3.0mm。具有上述范圍內(nèi)的厚度，從而不僅無需增加過多上述空氣凈化用過濾器的厚度，且能夠以優(yōu)秀的水平發(fā)揮空氣凈化、除臭或抗菌效果。并且，上述空氣凈化用過濾器可為在本
技術(shù)領(lǐng)域：
中所公知的形狀，例如，可為選自包括蜂窩型(honeycombtype)、薄片型(sheettype)、袋式(backtype)及它們的組合的組中的至少一種形狀，但并不限定于此。例如，上述蜂窩型意味著蜂窩形狀，上述薄片型意味著薄的板形狀，上述袋式意味著細長的袋形狀。以下，記述本發(fā)明的實施例。如下所述的實施例僅為本發(fā)明的一實施例，本發(fā)明并不限定于下述實施例。實施例實施例1將氧化鎢(wo3)粉末分散于水后，以100重量份的氧化鎢(wo3)為基準(zhǔn)，向其溶液添加0.2重量份的氯鉑酸(h2ptcl6)來制備了pt/wo3漿料。一邊攪拌上述漿料，一邊照射紫外線(uv)燈(20w)的紫外線30分鐘左右，來將鉑(pt)粒子摻雜于上述氧化鎢(wo3)粒子內(nèi)。之后，向包含摻雜有上述鉑(pt)粒子的氧化鎢(wo3)粒子的漿料添加等于10重量百分比的甲醇溶液，一邊攪拌上述漿料，一邊照射紫外線燈(20w)的紫外線30分鐘左右，來形成鉑(pt)粒子摻雜于氧化鎢(wo3)的可見光活性光催化劑材料，上述氧化鎢與上述鉑粒子的重量比為1:0.002。通過混合及攪拌5重量百分比的上述可見光活性光催化劑材料及95重量百分比的水來制備了可見光活性光催化劑涂敷組合物。并且，向通過聚丙烯纖維材質(zhì)以2mm的厚度形成的無紡布浸漬活性碳來準(zhǔn)備了含有活性碳的多孔性基材，上述含有活性碳的多孔性基材包含60重量百分比的上述活性碳。接著，通過將上述含有活性碳的多孔性基材浸漬于上述可見光活性光催化劑涂敷組合物后進行干燥來制備了空氣凈化用過濾器。比較例1(不包含水類溶劑，而是包含粘結(jié)劑物質(zhì)的情況)不混合及攪拌水，混合及攪拌5重量百分比的可見光活性光催化劑材料、90重量百分比的異丙醇(ipa)及5重量百分比的tio2溶膠粘結(jié)劑，除此之外，通過與實施例1相同的方法制備了可見光活性光催化劑組合物及空氣凈化用過濾器。評價甲苯去除率測定方法：將上述實施例1及比較例1的空氣凈化用過濾器設(shè)置于20l體積的小型腔體(adtec公司)內(nèi)，之后，向上述腔體以167cc/min流量持續(xù)流入包含0.2ppm濃度的甲苯的空氣，使換氣次數(shù)達到0.13次/hr。作為光源，使用發(fā)光二極管(led)20w模塊。通過測定向腔體流入之前的甲苯的濃度(以下，第一濃度)和經(jīng)過腔體后的空氣中甲苯的濃度(以下，第二濃度)并通過下述計算式1計算甲苯去除率。通過利用2,4-二硝基苯肼(dnph)濾筒來對10l體積的量進行濃縮并通過高效液相色譜儀(hplc)(安捷倫科技公司(agilent))分析濃度。結(jié)果與下述表1所記載的相同。計算式1甲苯去除率(％)＝(第一濃度-第二濃度)/第一濃度×100表1甲苯去除率[％]實施例183比較例134如上述表1所示，不使用粘結(jié)劑物質(zhì)，而是使用水類溶劑來制備的上述實施例1的空氣凈化用過濾器呈現(xiàn)83％的高的甲苯去除率，相反地，使用粘結(jié)劑物質(zhì)的比較例1的空氣凈化用過濾器呈現(xiàn)34％的顯著低的甲苯去除率，從而可以明確地預(yù)測，空氣凈化性能非常低。當(dāng)前第1頁12