[发明专利]光触媒材料及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光触媒材料及其制造方法。

背景技术

光触媒广泛应用于生活环境的提升，且逐渐为消费大众所接受。经过可见光或紫外光激发后，光触媒粒子表面产生活性物质，可对目标物进行氧化或还原反应。光触媒应用性广泛，具有污染物去除、空气净化、水质净化、除臭、抗菌、除尘、防雾等环境净化的效能。

光触媒颗粒在实际应用上并不能以颗粒型态直接使用，必须将纳米颗粒固定于某些基材表面，如磁砖、玻璃、墙壁、金属、塑料等表面。

在目前技术上，一般是以高温锻烧方式(工艺温度高于400℃)将光触媒固着于基材表面，但此方法仅能施于抗高温的基材、工艺成本高、且降低触媒的吸附性质。此外，业界亦提出利用二氧化硅或树脂作为粘合剂将其光触媒形成于基材上的方式，然而，粘合剂会导致纳米光触媒的活性降低，使得光触媒的光降解效率降低。

因此，新颖的光触媒复合材料及其制备方法仍持续开发中。

发明内容

本发明提供一种光触媒材料，包含：一掺杂金属的氧化锌材料，其中该氧化锌材料的晶格结构中具有多个缺陷，而部份缺陷以金属填充。其中，晶格结构由锌原子与氧原子构成。

根据本发明另一实施例，本发明也提供上述光触媒材料的制造方法，包含：将一含锌的有机金属前驱物与金属前驱物混合，得到一混合物；以及，将该混合物涂布于一基材上，并对该混合物进行一光照处理，得到一光触媒材料。

根据本发明另一实施例，本发明也提供上述光触媒材料的制造方法，包含：将一含锌的有机金属前驱物与银金属前驱物或铜金属前驱物混合，得到一混合物；以及，将该混合物涂布于一基材上，并对该混合物进行一光照处理，得到上述光触媒材料。

附图说明

为让本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举出数个实施例，作详细说明如下：

图1为根据本发明一实施例所述的形成于一基材上的光触媒材料的剖面示意图。

图2为图1区域21的晶构结构放大示意图。

图3为本发明实施例8所述的用具有掺杂铜的氧化锌材料的光触媒来分解甲基橙时的甲基橙浓度与时间的关系图。

图4为本发明实施例3-7及比较实施例1所得的材料(3)-(7)及(9)的光激发光谱分析图谱。

图5为本发明实施例3-7及比较实施例1所得的材料(3)-(7)及(9)与市售光触媒的光吸收分析图谱。

图6为本发明所述的光触媒材料的银含量与光降解效率的关系图。

具体实施方式

本发明提供一种光触媒材料，具有简化的光触媒制备工艺，降低成本及时间。此外，本发明所述的光触媒材料具有稳定的复合结构，可增加光降解效率及光吸收的波长范围。

该光触媒材料包含：一掺杂金属的氧化锌材料，其中所述氧化锌薄膜的晶格结构中具有多个缺陷，所述缺陷由锌空位(Zn vacancy)、氧空位(O vacancy)、或其组合所构成，而部份缺陷以金属填充，其中所述金属可为银、铜或上述的混合。此外，根据本发明一实施例该金属可进一步包含金、镍、钴、铁、钯、铂、铑、钌或上述的混合。

在该掺杂银或铜的氧化锌材料中，被银或铜所填充的缺陷占所有缺陷的5-99%。根据本发明实施例，被银或铜所填充的缺陷占所有缺陷的40-93%。填充银或铜金属的氧化锌材料，银原子(或铜原子)与锌原子的原子数比值可为0.00003至0.2。根据本发明的某些实施例，银原子与锌原子的原子数比值可为0.0003942至0.0037。根据本发明的其他实施例，填充缺陷的金属包括多个金属原子。