[发明专利]以超微粒金属氧化粒子涂布于金属氧化物表面的方法及其结构

说明书

技术领域

本发明是有关于一种以超细微金属氧化粒子涂布于金属氧化物表面的方法及其结构，特别是一种以超微粒金属氧化粒子涂布于金属氧化物表面的方法，与习知的以超细微金属氧化物粒子涂布于金属氧化物的方法及其结构相比，本发明所涂布的粒子是纳米尺寸的超细微粒子。

背景技术

本发明涉及提供一种以超细微金属氧化粒子涂布于金属氧化物表面的方法及其结构。

本发明的方法所制备的涂布层举例来说，包含i)将氧化锆(ZrO₂)涂布于氧化钸(CeO₂)上，对于毒性物质如含硫物有高的抗性，因此适合用来作为净化柴油运输工具排放气体的触媒，ii)阴极活性材料，如将氧化锆(ZrO₂)涂布于锂钴氧化物(LiCoO₂)上，具有改善热稳定性及再生性的作用，因此作为锂离子二次电池的阴极活性材料是相当有帮助的，iii)将氧化钙(CaO)涂布于氧化钸(CeO₂)上，具有使其更白的作用，因此适合用来作为抗紫外线剂，以及iv)将氧化硅(SiO₂)涂布于氧化钸(CeO₂)上，可改善分散性，因此适合用来作为半导体晶圆化学机械平坦化用的研磨液。

如习知用来将超细微金属氧化粒子涂布于金属氧化物表面的技术，常用于挥发干燥型态的涂布层制程。至于用在净化运输工具排放废气的触媒，贵金属如铂(Pt)、镨(Pd)或铑(Rh)，为了增加反应效能必须在添加油料时加入尽可能少的氧化铝或氧化钸分散于其中。

美国专利号NO.6,787,500接露了一种在真空状态下经由两种或更多前导溶液的蒸发来将氧化铂(PtO₂)涂布于氧化钸上。然而此方法因为必须使用到真空装置并不适合用来量产。

此外，美国专利号NO.6,773,814揭露了一种涂布二氧化硅的技术，经由以水溶液的型态混合金属氧化物、四烷氧硅烷与氨水，接着在干燥此混合物以降低金属氧化微粒(粒径尺寸介于0.1μm～1μm)如氧化钛或氧化锌的触媒活性，可用做抗紫外线剂。

Yuan et al.(Z.Yuan et al，Materials Let ters，46(2000)，249～254)在一国际电子期刊中揭露了一种氧化钸涂布于氧化锆上的制备方法，包含将氧化锆微粒、硝酸钸水溶液与乙醇混合，接着在将溶剂蒸发出以制备更稳定的含有氧化钸的氧化锆产物。

发明内容

技术问题

很显然的在习知技术中，要将其它金属氧化物涂布于金属氧化物表面，涂布层主要在低温下形成。因此，所述涂布层，是非晶形金属氢氧化物或非晶形金属氧化物，应该使其高温处理以氧化或结晶。然而，在这样的例子里，经由增加粒子尺寸或毛细孔的融合会使这具体的表面积发生不期望的效应。

因此，本发明最主要且透彻地研究如何将超细微金属氧化粒子涂布于金属氧化物，由发明人发展涂布技术对避免遭遇习知问题的方法，包含使金属盐水溶液与金属氧化物作用，接着将上述混合溶液与次临界水或超临界水混合以造成次临界反应或超临界反应，如此超细微金属氧化粒子将形成于金属氧化物的表面以产生一具核心层及表层的结构。

本发明的一目的是提供一种以超细微金属氧化粒子涂布于金属氧化物表面的方法及其结构。

技术手段

为了完成上述的目的，本发明提供一种涂布方法，包含i)以涂布方式使一金属(M2)盐类水溶液作用于金属(M1)氧化物上，以及ii)连续地将水与所述金属氧化物混合及反应于反应温度范围介于200℃～700℃及反应压力范围介于180巴(bar)～550巴(bar)。

较佳的是，所述方法更包含在步骤i)与步骤ii)中添加一沉淀剂。

较佳的是，所述沉淀剂是氨水。

而金属(M1)氧化物的金属(M1)成分并未特别限制，且较佳可包含至少为周期表内I A族、IB族、IIA族、IIB族、IIIA族、IIIB族、IVA族、IVB族、VA族、VB族、VIA族、VIB族、VIIA族、VIIB族、VIII族、过渡金属、镧系元素或辐射性元素的其中一种。特别的是，本发明所用较佳的金属至少可为硅(Si)、铝(Al)、锂(Li)、镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)、钇(Y)、铌(Nb)、镧(La)、钛(Ti)、锆(Zr)、铬(Cr)、钼(Mo)、钨(W)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、钸(Ce)及镨(Pr)其中之一。