[发明专利]纳米纤维表面

说明书

一种表面(12)，其包含经由粘合剂层(14)固定在其上的光催化剂；以及用于经由该粘合剂层(14)将该光催化剂固定到该表面(12)上的方法。以及一种净化器(100)，其包含该固定了光催化剂的表面(14)；净化器系统(200)，其包含此种净化器(100)；以及消毒表面，其包含经由包含油基疏水漆的粘合剂层(14)固定到其的该光催化剂。

技术领域

本披露涉及纳米纤维固定于其的表面。

背景技术

光催化剂是能使用来自光辐照的能量改变化学反应速度的物质。光催化剂，如二氧化钛(TiO₂)，已经广泛用于各种环境和能量应用，包括自清洁表面、空气和水净化系统、灭菌、析氢、和光电化学转化。

当光催化剂采取纳米结构的形式时，其性能能很大地受益，该纳米结构增加表面积以吸附气体分子、收获光、以及促进超级阴离子(也称为超氧化物或超氧化物阴离子，O₂^-)和羟基(OH^-)与吸附在光催化剂表面上的气体分子的化学反应。超级阴离子和羟基分别由光生电子和留下的空穴与空气中的氧气和水分生成。类似的反应也能同样地在水中发现。例如，光催化剂TiO₂以平均初始粒径为21±5nm的TiO₂ P25纳米颗粒是市场上可买到的，尽管更大的TiO₂颗粒，如200nm，也被普遍使用。

出于水净化的目的，这些非均相纳米颗粒通常与待净化的水混合。在水中的有机污染物被光化学反应分解后，将非均相催化剂从水溶液中分离并且可再循环。然而，催化剂在分离和再循环过程中的损失是不可避免的。进一步的损失也可发生在洗涤催化剂中，需要洗涤催化剂以除去吸附在催化剂的表面上的可能损害其功能的任何不需要的有机物质。如果水要过滤和净化以再利用的话，水中纳米颗粒的损失可造成问题。即使废水要被处理掉，也不希望处理带有纳米颗粒的废水，因为纳米材料对环境有影响。

对于空气净化，TiO₂纳米颗粒可以呈液体悬浮液的形式，该液体悬浮液然后被喷雾到室或空间的壁上。在液体蒸发后，壁上的TiO₂纳米颗粒收获室内的光并且与空气中的氧气或水分结合以分别形成超级阴离子或羟基。这些超级阴离子和羟基能氧化吸附到TiO₂颗粒表面上的有害气体分子。然而，存在以下担心：TiO₂纳米颗粒可能脱离并且被室内的居住者吸入，这与吸入具有有害气体的空气一样是不希望的。

TiO₂纳米颗粒的另一个限制是它们可能典型地仅收获紫外(UV)光，本领域的技术人员将理解这仅是光谱的5％。

如此，需要提供至少缓解或改善以上问题中的一个或多个的光催化剂。

发明内容

本披露的特征和优点将在下面的描述中被阐述，并且部分将从所述描述中显而易见，或者可以通过实施本文中披露的原理而习得。本披露的特征和优点可以通过所附权利要求中规定的仪器和组合来实现和获得。

根据本披露的第一个方面，提供一种表面，其包含经由粘合剂层固定在其上的光催化剂。

优选地，该光催化剂包括TiO2、TiO2-ZnO、TiO2-Bi2O3、TiO2-CuO、TiO2-CuO-Gr、TiO2-ZnO-Bi2O3或TiO2-ZnO-Bi2O3-Gr。

有利地，该光催化剂是TiO2-ZnO、TiO2-Bi2O3、TiO2-CuO、TiO2-CuO-Gr、TiO2-ZnO-Bi2O3或TiO2-ZnO-Bi2O3-Gr纳米纤维或纳米毛(nanohair)。

更有利地，该光催化剂是TiO2-ZnO-Bi2O3-Gr纳米纤维或截断纳米纤维(纳米毛)。

油基漆/非水性涂料可包含白色颜料，并且该白色颜料可以是碳酸钙、高岭土或二氧化钛。