CN1332763C

Photocatalyst element, method and device for preparing the same

Abstract

The photocatalyst body of the present invention is a photocatalyst body having a photocatalytic film composed of a compound of titanium and oxygen. The photocatalytic film is porous, and the ratio of the arithmetic average surface roughness Ra to its thickness is greater than or equal to 0.02. Furthermore, the photocatalyst body can be specified by the intensity ratio between the X-ray diffraction peaks of the anatase structure of titanium oxide. This porous photocatalyst body material is obtained by using reactive sputtering by appropriately adjusting film forming parameters such as film forming speed, sputtering pressure, substrate temperature, oxygen partial pressure, etc., and has good decomposition and hydrophilic properties.

Term

Term ended

Expired 27 September 2022, 4 years ago.

  1. Priority
  2. Filed
  3. Granted
  4. Expired
  5. Today

20 claims: 6 independent, 14 dependent

  1. 1
    第 1. 一种光催化剂体,具有由钛和氧的化合物组成的光催化膜, 其特征在于:上述光催化膜是多个颗粒的集合体,在其表面上述多个 颗粒之间形成间隙,呈多孔状,其表面的算术平均光洁度Ra与其厚 度的比值大于等于0.02,膜厚度在40nin以上100nm以下。
  2. 2
    根据权利要求1所述的光催化剂体,其特征在于:以上述光 催化膜表面的算术平均光洁度大于等于1.3nm 0
  3. 3
    一种光催化剂体,具有由钛和氧的化合物组成的光催化膜, 其特征在于:上述光催化膜是多个颗粒的集合体,在其表面上述多个 颗粒之间形成间隙,呈多孔状,采用铜(Cu)的Καί固有X线测定 时,氧化钛的锐钛矿结构的(112)衍射峰与氧化钛的锐钛矿结构的 (101)衍射峰的强度比小于等于5。
  4. 4
    一种光催化剂体,具有由钛氧化合物组成的光催化膜,其特 征在于:上述光催化膜是多个颗粒的集合体,在其表面上述多个颗粒 之间形成间隙,呈多孔状,釆用铜(Cu)的Καί固有X线测定时, 氧化钛的锐钛矿结构的(215)衍射峰与氧化钛的锐钛矿结构的(101) 衍射峰的强度比小于等于100。
  5. 5
    根据权利要求1~4中任何一项所述的光催化剂体,其特征在 于:以上述光催化膜厚度在40nm以上80nm以下。
  6. 6
    根据权利要求1~4中任何一项所述的光催化剂体,其特征在 于:上述光催化膜的下方设有由氧化硅构成的缓冲层。
  7. 7
    根据权利要求1~4中任何一项所述的光催化剂体,其特征在 于:上述光催化膜的折射率小于等于2.7。 根据权利要求1~4中任何一项所述的光催化剂体,其特征在 于:在上述光催化膜上设置氧化硅。
  8. 8
    9. 根据权利要求8所述的光催化剂体,其特征在于:上述氧化 硅膜的膜厚度在3nm以上7nin以下。
  9. 9
    10. 一种制造光催化剂体制造方法,该光催化剂体具有由钛和氧 02821432.3 第 的化合物组成的光催化膜,其特征在于: 在含有10%~30%氧气、3帕斯卡~5帕斯卡的环境气氛中,以 0.2~0.6nm/秒的成膜速度R,而且淀积上述光催化膜的表面温度为T 时,满足下式 R^2.36exp(-410(l/T)) 的温度下,通过溅射含有钛的靶,淀积多孔状催化剂膜。
  10. 10
    11. 根据权利要求10中记载的光催化剂体制造方法,其特征在 于:采用DC溅射法进行上述溅射。
  11. 11
    12. 根据权利要求10中记载的光催化剂体制造方法,其特征在 于:上述光催化膜厚度在40nm~100nm之间。
  12. 12
    13. 根据权利要求12中记载的光催化剂体制造方法,其特征在 于:上述光催化膜厚度在40nm~80nm之间。
  13. 13
    14. 根据权利要求10〜13中任何一项所述的光催化剂体制造方 法,其特征在于:在淀积上述光催化膜之前,淀积由氧化硅构成的缓 冲层。
  14. 14
    15. 根据权利要求10~13中任何一项所述的光催化剂体制造方 法,其特征在于包括:在上述光催化膜之上淀积氧化硅的步骤。
  15. 15
    16. 一种光催化剂体制造·装置,该光融媒具有由钛和氧的化合物 组成的光催化膜,其特征在于包括: 能够维持比大气低压环境气氛的第1成膜室、 在上述第1成膜室内设有给靶施加电压的电源、 加热基板的加热装置、 向上述第1成膜室内输入含有氧气的反应气体的输入装置、 可以控制上述加热装置及上述气体输入装置的控制器、 在上述第1成膜室内,在上述基板上利用溅射由钛氧化合物组成 的光催化膜,进行成膜过程中,上述控制器控制上述气体输入装置使 上述第1成膜室内的含氧量达到10%~30%、压力在3帕斯卡~5帕斯 卡之间,而且控制上述加热装置使上述光催化膜的成膜速度R在 0.2mn/秒〜0.6nm/秒之间,上迷光催化膜的成膜速度R和表面温度T 02821432.3 第 满足下式 R^2.36exp(-410(l/T)).
  16. 16
    17. 根据权利要求16中记载的光催化剂体制造装置,其特征在 于:上述电源是DC电源。
  17. 17
    18. 根据权利要求16中记载的光催化剂体制造装置,其特征在 于:上述控制器控制上述光催化膜厚度40nm~100nm之间。
  18. 18
    19. 根据权利要求16-18中任何一项所述的光催化剂体制造装 置,其特征在于还包括:具备进行上述加热装置的加热室,和把上述 基板从上述加热室运送至上述第1成膜室的运送装置, 在上述加热室内加热上述基板后,利用上述运送装置把上述基板 运送至上述第1成膜室,可实施溅射上述光催化膜。
  19. 19
    20. 根据权利要求19中记载的光催化剂体制造装置,其特征在 于还包括:能够氧化硅成膜的第2成膜室,在溅射上述光催化膜之前, 在上述基板上能够使上述氧化硅成膜。
  20. 20
    21. 根据权利要求19中记载的光催化剂体制造装置,其特征在 于还包括:能够氧化硅成膜的第3成膜室,在溅射上述光催化膜后, 在上述光催化膜上进行氧化硅成膜。 02821432.3
Independent claims20