Нейтральні, стабільні й прозорі золі фотокаталітичного діоксиду титану

Реферат: Описаний спосіб виготовлення нейтрального, стабільного й прозорого золю фотокаталітичного діоксиду титану. Спосіб передбачає: (1) приведення в контакт водного золю діоксиду титану з лужним пептизуючим агентом для одержання пептизованого лужного золю діоксиду титану; (2) нейтралізацію пептизованого лужного золю діоксиду титану; і (3) одержання або виділення нейтрального, стабільного й прозорого золю фотокаталітичного оксиду титану. Золь діоксиду титану є стабільним і прозорим у діапазоні рН від приблизно 7,0 до приблизно 9,5. Золь діоксиду титану також може включати кристаліти діоксиду титану, які мають середні розміри часток менше ніж приблизно 10 нм, причому принаймні 90 % кристалітів перебувають у формі анатазу. UA 114187 C2 (12) UA 114187 C2 UA 114187 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винаходи, які розкриваються і заявляються в даному документі щодо способу (способів), методики (методик), техніки (технік), продукту (продуктів), результату (результатів) і / або концепції (концепцій) (що надалі узагальнено називаються "розкритою і заявленою в даному документі концепцією (концепціями) винаходу"), в основному, відносяться до сполук для нанесення фотокаталітичних покриттів на поверхню. Більш вузько, розкрита концепція (концепції) винаходу, яка заявляється в даному документі відноситься до золів наночасточок діоксиду титану, які застосовуються для одержання прозорих фотокаталітичних покриттів на субстратах, які здатні видаляти забруднення й/або є самоочищуваними, і також можуть мати, у деяких варіантах здійснення винаходу, антибактеріальні властивості. Рівень техніки Фотокаталітичні властивості напівпровідникового матеріалу діоксиду титану виникають внаслідок переходу електронів з валентної зони в зону провідності під впливом ультрафіолетового (УФ) або близького до УФ випромінювання. Створювані реакційноздатні електрон-діркові пари мігрують до поверхні часток діоксиду титану, на якій дірки окислюють адсорбовану воду з утворенням реакційноздатних гідроксильних радикалів, а електрони відновлюють адсорбований кисень із утворенням супероксидних радикалів, причому обидва типи радикалів здатні розкладати NО x і леткі органічні сполуки (VOCs, volatile organic compounds) у повітрі. У світлі цих властивостей, фотокаталітичний діоксид титану застосовується в покриттях (як тих, що мають зовнішнє покриття, так і таких, що не мають його) і подібних застосуваннях, для видалення забруднень із повітря. Подібні покриття можуть також мати корисну здатність до самоочищення, оскільки забруднення (бруд, мілдью, цвіль, водорості, бактерії тощо) також окислюються на поверхні. У багатьох застосуваннях є бажаним, щоб покриття діоксиду титану було прозорим, для збереження вихідного зовнішнього вигляду основи (напр., керамічної плитки, бруківки, цегли, каменю, хірургічного інструмента з мармуровим покриттям, який використовується в медичних операціях, сонячних батареях, тканих і нетканих матеріалів із природних або синтетичних волокон тощо) або початкової прозорості (наприклад, шибок, лобового скла автомобілів, хірургічних інструментів, які використовуються для спостереження тощо). Колоїдні золі діоксиду титану зарекомендували себе як корисні матеріали попередники для утворення подібних прозорих і реакційноздатних покриттів. Стабільний лужний золь діоксиду титану може бути отриманий при pН вище 11,30. Цей золь може бути застосований для створення покриттів, які можуть наноситися на будинки, бетонні поверхні і дорожнє покриття. Однак даний золь часто має сильний і подразнюючий різкий "подібний до аміаку" запах, і може бути горючим за деяких умов. Отже, важко застосовувати подібний золь без залучення додаткових витрат і складностей, пов'язаних із застосуванням особистого захисного оснащення, і витрат на проведення технології видалення залишкових кількостей золю з областей (таких як ґрунт) поблизу оброблюваної основи. Додатково, основи можуть несприятливо реагувати з пептизуючими агентами з високими рН, присутніми в даному золі. Бажано нейтралізувати лужний золь діоксиду титану таким чином, щоб золь став практично позбавленим запаху й негорючим, таким чином, долаючи багато із зазначених вище недоліків, і мати можливість нанести подібний золь як екологічно прийнятне фотоактивне покриття поверхні на водній основі. Однак, при зменшенні рН лужного золю діоксиду титану, колоїдна система, як правило, агломеризує і стає нестійкою й навіть може руйнуватися. Подібна агломерація є незворотною, тобто, навіть якщо рН розчину зновубуде доведений до високого значення, стійкість колоїдної системи не буде відновлена. Отже, бажаним завданням, розв'язанням якої давно займаються дослідники на існуючому рівні техніки, є виготовлення стабільних нейтральних золів, що містять фотокаталітичний діоксид титану, які були б реакційноздатними, нейтральними й прозорими. Також є бажаним для подібних реакційноздатних, нейтральних і прозорих фотокаталітично активних золів діоксиду титану бути стійкими протягом тривалого проміжку часу й також зберігати із часом фотоактивність на рівні активності, більш високої, ніж комерційно доступна на даний час. Пересічному фахівцеві в даній галузі техніки добре відомо, що створення стабільного, прозорого й нейтрального золю TiO 2 є важким завданням (розв'язання якої давно потребує промисловість), внаслідок природної схильності TiO2 до флокуляції при значеннях рН від близько 4 до близько 10, внаслідок відсутності електростатичної стабілізації, яка спостерігається при нейтральних (або близьких до нейтральних) рН. Крім того, є складним знайти придатні або ефективні молекули, які здатні були б працювати як стеричні стабілізатори в золях TiO2 внаслідок надзвичайно малих розмірів часток TiO2. Оскільки ефективні стеричні стабілізатори є, в основному, великими молекулами, для пересічного фахівця в даній галузі техніки пошук стабілізаторів, які можуть бути 1 UA 114187 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 застосованими представляється складним завданням. Також є бажаним для подібних реакційноздатних, нейтральних і прозорих фотокаталітично активних золів діоксиду титану демонструвати антибактеріальну/антимікробну активність. Також є бажаним, щоб розкрита й заявлена в даному документі концепція (концепції) винаходу пропонували нові способи виробництва подібних реакційноздатних, нейтральних, стабільних і прозорих золів, які можуть бути легко застосованими у комерційному масштабі. Коротке розкриття винаходу Відповідно до позначених вище завдань, а також і до інших, було встановлено, що золі діоксиду титану, які є реакційноздатними, нейтральними, стабільними, прозорими і які можуть бути безпечно застосовані екологічно прийнятним способом, можуть утворюватися нейтралізацією лужних золів діоксиду титану викладеним нижче способом. Одним з аспектів, розкритої й заявленої в даному документі концепції (концепцій) винаходу, є спосіб виробництва реакційноздатного, нейтрального, стабільного й прозорого золю фотокаталітичного діоксиду титану, який передбачає: (1) проведення реакції водного гелю діоксиду титану з лужним пептизуючим агентом для одержання пептизованого лужного золю діоксиду титану; (2) нейтралізацію пептизованого лужного золю діоксиду титану; і (3) одержання або виділення нейтрального, стабільного й прозорого золю фотокаталітичного оксиду титану. Іншим аспектом, розкритої і заявленої в даному документі концепції (концепцій) винаходу, є спосіб виробництва реакційноздатного, нейтрального, стабільного й прозорого золю фотокаталітичного діоксиду титану, який передбачає: (1) осаджування водного діоксиду титану з розчину, який містить титановмісну сполуку, для утворення часток діоксиду титану; (2) утворення дисперсії часток діоксиду титану у водному середовищі; (3) обробку дисперсії лужним пептизуючим агентом для одержання пептизованого лужного золю діоксиду титану; (4) нейтралізацію пептизованого лужного золю діоксиду титану; і (5) одержання або виділення результуючого нейтрального, стабільного й прозорого золю фотокаталітичного діоксиду титану. Пептизований лужний золь діоксиду титану може бути нейтралізований шляхом кип'ятіння пептизованого лужного золю діоксиду титану, змішування пероксиду водню з пептизованим лужним золем діоксиду титану або змішуванням кислотної сполуки з пептизованим лужним золем діоксиду титану. Кислотна сполука може, наприклад, містити, однак не обмежуючись названим, першою кислотною сполукою й другою кислотною сполукою, причому перша кислотна сполука й друга кислотна сполука можуть бути обрані із групи, яка складається з мінеральної кислоти, органічної кислоти та їх комбінації. Отриманий золь діоксиду титану є реакційноздатним, стабільним і прозорим у діапазоні рН від близько 8,5 до близько 9,5. Стабільний колоїдний золь діоксиду титану може перебувати у формі часток діоксиду титану, що мають середній розмір менше, ніж приблизно 50 нм, із кристалітами, меншими від близько 20 нм, меншими від близько 10 нм або в діапазоні від 1 нм до близько 10 нм, причому більша частина кристалітів перебуває у формі анатаза. В іншому варіанті здійснення винаходу, кристаліти можуть мати середній розмір часток між близько 1 нм і близько 5 нм. Відповідно до іншого варіанта здійснення винаходу, принаймні 90 % кристалітів перебувають у формі анатаза. Діоксид титану в розкритій й заявленій у даному документі концепції (концепціях) винаходу, в одному варіанті здійснення, перебуває на 95 % за вагою у формі анатаза. В інших варіантах здійснення, частки діоксиду титану в розкритій й заявленій у даному документі концепції (концепціях) винаходу, мають середній розмір менше ніж приблизно 10 нм, або, в інших випадках, менше ніж 5 нм. В іншому варіанті здійснення, розкрита й заявлена в даному документі концепція (концепції) винаходу включає частки діоксиду титану, які мають середній розмір часток менший, ніж приблизно 50 нм, причому золь є прозорим і стійким протягом принаймні 1 місяця при зберіганні за кімнатної температури. В інших варіантах здійснення винаходу, золь є стабільним протягом принаймні 2, принаймні 3 або принаймні 4 місяців за кімнатної температури. У ще одному варіанті здійснення винаходу, золь є стабільним при зберіганні протягом принаймні 5 або принаймні 6 місяців за кімнатної температури. У ще одному варіанті здійснення винаходу, золь є стабільним при зберіганні протягом принаймні 1 року або принаймні 2 років за кімнатної температури. В іншому варіанті здійснення винаходу, золь має в'язкість меншу, ніж приблизно 100 сантипуаз після принаймні 4 тижнів за кімнатної температури. Іншим аспектом розкритої й заявленої в даному документі концепції (концепцій) винаходу є нейтральний, стабільний і прозорий фотокаталітичний золь діоксиду титану, утворений з лужного золю діоксиду титану, пептизованого й нейтралізованого. Іншим аспектом розкритої й заявленої в даному документі концепції (концепцій) винаходу є структура або сполука, що містить реактивні нейтралізовані золі діоксиду титану для 2 UA 114187 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 використання на основах для видалення NO x при експонуванні УФ світлом. Золі розкритої й заявленої в даному документі концепції (концепцій) винаходу мають більш тривалу стабільність у порівнянні з комерційно доступними золями, що мають схожі характеристики розмірів і прозорості. Іншим аспектом розкритої й заявленої в даному документі концепції (концепцій) винаходу є антибактеріальна композиція, що містить нейтральний, стабільний і прозорий золь фотокаталітичного діоксиду титану, який, при приведенні в контакт із бактеріями, убиває принаймні 80 % бактерій. Ці й інші аспекти розкритої й заявленої в даному документі концепції (концепцій) винаходу будуть більш зрозумілими при звертанні до наступного нижче докладного опису й супровідних креслень. Короткий опис креслень Фіг. 1 є графіком, на якому порівнюється відновлення NO x лужним золем діоксиду титану, що містить DEA, обробленим фосфорною кислотою з різними процентними вмістами, під дією УФ опромінення. Фіг. 2 є графіком, на якому порівнюється відновлення NO x лужним золем діоксиду титану, що містять TMAOH (гідроксид тетраметиламонію), обробленим фосфорною кислотою в комбінації з оцтовою кислотою в різних процентних вмістах, під дією УФ опромінення. Фіг. 3 є графіком, на якому порівнюється відновлення NO x лужним золем діоксиду титану, що містять DEA, обробленим фосфорною кислотою в комбінації з оцтовою кислотою в різних процентних вмістах, під впливом різних джерел світла. Фіг. 4 є графіком, на якому порівнюється відновлення NO x лужним золем діоксиду титану, що містить TMAOH, обробленим фосфорною кислотою в комбінації з оцтовою кислотою в різних процентних вмістах, під впливом різних джерел світла. Фіг. 5 є графіком, на якому порівнюється відновлення NOx лужним золем діоксиду титану, що містить DEA (диетиламін), обробленим різними кислотами на бетоні, під дією УФ опромінення, залежно від часу. Фіг. 6 є графіком, на якому порівнюється відновлення NO x лужним золем діоксиду титану, що містить DEA, обробленим різними кислотами на скляній основі, під дією УФ опромінення, залежно від часу. Фіг. 7 є графіком, на якому порівнюється відновлення NO x лужним золем діоксиду титану, що містить DEA, після нейтралізації оцтової й фосфорної кислотами на бетоні за різних початкових впливах NO, під дією УФ опромінення, залежно від часу. Фіг. 8 є графіком, на якому порівнюються кількості NO у базовій лінії з кількостями NO, які визначались на бетонній стіні, покритій нейтралізованим лужним золем діоксиду титану, що містить DEA, залежно від часу, в області Camden-London, Англія. Фіг. 9 є графіком, на якому порівнюються кількості NO у базовій лінії з кількостями NO 2, які визначались на бетонній стіні, покритій нейтралізованим лужним золем діоксиду титану, що містить DEA залежно від часу, в області Camden-London, Англія. Фіг. 10 є графіком, на якому порівнюється кінетика зміни в'язкості для лужних золів діоксиду титану, що містять різні кількості DEA. Фіг. 11 є графіком, на якому порівнюється кінетика зміни в'язкості для лужних золів діоксиду титану, що містять різні кількості DEA і оброблені або фосфорною кислотою, або сумішшю фосфорної/оцтової кислот. Фіг. 12 є графіком, на якому порівнюється в'язкість лужних золів діоксиду титану, що містять різні кількості DEA і промитих або демінералізованою водою, або водопровідною водою. Фіг. 13 є графіком, на якому порівнюються кількості NO у базовій лінії з кількостями NO, визначеними на бетонній стіні, покритій нейтралізованим лужним золем діоксиду титану, що містить DEA, зі значеннями для бетонної стіни, покритої деревом, залежно від часу, в області Camden-London, Англія. Фіг. 14 є графіком, на якому порівнюються кількості NO 2 у базовій лінії з кількостями NO2, визначеними на бетонній стіні, покритій нейтралізованим лужним золем діоксиду титану, що містить DEA, зі значеннями для бетонної стіни, покритої деревом залежно від часу, в області Camden-London, Англія. Докладне розкриття винаходу Перед роз'ясненням принаймні одного варіанта концепції (концепцій) винаходу, докладно розкритого в даному документі, слід розуміти, що розкриті й заявлені в даному документі концепція (концепції), процес(и), методологія (методології) і/або результуючий продукт(и) не обмежені в їхньому застосуванні деталями конструкції й розташуванням складових елементів або стадій або методологій, викладених у нижченаведеному описі або зображених на 3 UA 114187 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 кресленнях. Розкриті й заявлені в даному документі концепція (концепції) винаходу, процес(и), методологія (методології) і/або результуючий продукт(и), розкриті в даному документі, мають інші варіанти здійснення й можуть бути виконані або застосовані різними способами. Також, слід розуміти, що використовувана тут фразеологія й термінологія має за мету опис, і не повинна розглядатися як така, що якимось чином обмежує розкриті й заявлені в даному документі концепцію (концепції) винаходу, процес(и), методологію (методології) і/або результуючий продукт(и). Що стосується будь-якого посилання – на патент або інший документ – згаданий в даному документі, подібне посилання повинне розглядатися як таке, що включене шляхом посилання до даного документа у своїй повноті, як ніби воно було приведене повністю в даному документі. Усі терміни, застосовані тут, мають свої звичайні смисли, за винятком указаних окремо випадків. Термін "золь" відноситься до колоїдної суспензії часток. Термін "NO x" указує на молекули NO (оксид азоту) і NO2 (діоксид азоту), у комбінації або в індивідуальній формі. При згадуванні "видалення" забруднень із повітря, слід розуміти даний термін як такий, що передбачає повне або часткове видалення забруднень із повітря. Те, чи є видалення "значним", може бути визначене способом, описаним у прикладах, у яких "значне видалення" відноситься до зменшення загальної концентрації зафіксованої кількості даного забруднювача принаймні приблизно на 5 %, краще принаймні приблизно на 10 %, і ще краще, принаймні приблизно на 15 %. З урахуванням фактів, що розкриваються в даному документі (включаючи приклади), фахівцеві в даній галузі техніки буде зрозуміло, що золі заявленої й розкритої в даному документі концепції (концепцій) винаходу демонструють значний рівень видалення й/або розкладання NOx і, в одному окремому випадку, золі заявленої й розкритої в даному документі концепції (концепцій) винаходу демонструють видалення 60 % NO і 20 % NO2 за певних умов навколишнього середовища поза приміщенням в Лондоні. Спосіб приготування нейтральних, стабільних і прозорих золів колоїдного фотокаталітичного діоксиду титану відповідно до розкритої й заявленої у даному документу концепції (концепцій) винаходу, як правило, передбачає: (1) проведення реакції водного гелю діоксиду титану з лужним пептизуючим агентом для одержання пептизованого лужного золю діоксиду титану; (2) нейтралізацію пептизованого лужного золю діоксиду титану; і (3) одержання або виділення нейтрального, стабільного й прозорого золю фотокаталітичного оксиду титану, який може, в основному, перебувати у формі анатаза і який може мати середній розмір часток менше, ніж приблизно 50 нм. В одному варіанті здійснення винаходу, середній розмір часток діоксиду титану менше або дорівнює приблизно 20 нм. Фахівець у даній галузі техніки візьме до уваги, що результуючий нейтральний, стабільний і прозорий золь фотокаталітичного діоксиду титану буде аморфним за природою. В одному варіанті здійснення, лужний пептизуючий агент є моно-, ді- або триалкіламіном, моно-, ді- або триариламінами; органічними основами із двома або більше функціональними групами, подібними до диалканоламінів і триалканоламінів та подібні до них. Придатні аміни включають, але не обмежуються моно-, ді- або триметиламіном; моно-, ді- або триетиламіном; моно-, ді- або трипропіламіном; моно-, ді- або трибутиламіном, втор-бутиламіном, ізобутиламіном, ізопропіламіном, ізоаміламіном, трет-аміламіном, 2-метилбутиламіном, 1метилбутиламіном і комбінаціями подібних до них. В одному варіанті здійснення лужний пептизуючий агент є диетиламіном. Аміни із циклічними алкільними групами включають, але не обмежуються циклопропіламіном, циклобутиламіном, циклопентиламіном, циклогексиламіном, циклогептиламіном і циклооктиламіном, а також їх ді- і триалкілзаміщеними похідними. Зрозуміло, аміни з різними алкільними групами, подібні до диізопропілетиламіну, етилбутиламіну, метилетиламіну й подібних до них, також можуть бути застосованими. Також розглядаються циклічні аміни, подібні до піролідину, піперидину, морфоліну й подібних до них, а також їх N-алкілзаміщені похідні. Бажано, моно-, ді- або триалкіламіни з об'ємними замісниками, подібні до трет-бутиламіну, триетиламіну, пропіламіну, дипропіламіну, диізопропілетиламіну й подібних до них, застосовуються як основні пептизуючі агенти. В іншому варіанті здійснення, лужний пептизуючий агент може бути гідроксидом четвертинного амонію. Гідроксид четвертинного амонію може, в одному варіанті здійснення винаходу, бути обраним із групи, яка складається з гідроксида тетраалкіламонію, у якому алкіл містить від C1 до C10 атомів або містить комбінації від C1 до C10 атомів. Гідроксид четвертинного амонію може бути гідроксидом тетраметиламонію. Стадія нейтралізації пептизованого лужного золю діоксиду титану може бути проведена шляхом кип'ятіння пептизованого золю діоксиду титану, змішування пероксиду водню з пептизованим лужним золем діоксиду титану або змішуванням кислотної сполуки з 4 UA 114187 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 пептизованим лужним золем діоксиду титану. Кип'ятіння пептизованого лужного золю діоксиду титану може бути проведене за такої температури, щоб вилучити лужний пептизуючий агент. В одному варіанті здійснення, температура перебуває в діапазоні від близько 40 °C до близько 120 °C. В іншому варіанті здійснення, температура перебуває в діапазоні від близько 60 °C до близько 110 °C. Пероксид водню може реагувати з діоксидом титану з утворенням стабільного пероксокомплекса. Як правило, потрібна велика кількість пероксиду водню для проведення нейтралізації. В одному варіанті здійснення, застосовується від близько 50 % до близько 200 % пероксиду водню, відносно ваги пептизованого лужного золю діоксиду титану. В іншому варіанті здійснення, застосовується від близько 100 % до близько 150 % пероксиду водню, відносно ваги пептизованого лужного золю діоксиду титану. Фахівець у даній галузі техніки, на підставі розкритих даних, може зробити висновок, що може застосовуватися будь-яка конкретна процентна концентрація пероксиду водню, за умови, що відбувається нейтралізація. Кислотна сполука може, в одному варіанті здійснення, бути обраною із групи, яка складається з першої кислотної сполуки, другої кислотної сполуки та їх комбінації. Перша кислотна сполука може, в одному варіанті здійснення, бути обраною з поміж мінеральної кислоти, органічної кислоти та їх комбінації. В одному варіанті здійснення, мінеральна кислота є фосфорною кислотою. Органічна кислота, в одному варіанті здійснення, може бути аліфатичною, ароматичною гідроксикарбоновою кислотою або їх комбінацією. Органічна кислота може, наприклад, бути обрана із групи, яка складається із щавлевої кислоти, лимонної кислоти, винної кислоти, саліцилової кислоти та їх комбінації. Друга кислотна сполука може бути мінеральною кислотою, органічною кислотою або їх комбінаціє. В одному варіанті здійснення, мінеральна кислота є азотною кислотою. Коли застосовується органічна кислота, вона може бути оцтовою кислотою. Процентний вміст першої кислотної сполуки може змінюватися від близько 25 до близько 100 частин за вагою, а процентний вміст другої кислотної сполуки може змінюватися від близько 0 доблизько 75 частин за вагою, і фахівець у даній галузі техніки візьме до уваги й зможе здійснити підбір подібних вагових частин, відповідно до необхідності. В одному конкретному варіанті здійснення, кислотна сполука додається краплинами до пептизованого лужного золю діоксиду титану при перемішуванні за кімнатної температури. Перемішування можна здійснювати безперервно або періодично, за умови, що дотримуються вимоги функціонування. Результуюче значення рН отриманого нейтралізованого золю, у конкретному варіанті здійснення, регулюється в діапазоні від близько 8 до близько 9. Іншим аспектом розкритої й заявленої в даному документі концепції (концепцій) винаходу, є спосіб виробництва нейтрального, стабільного й прозорого золю фотокаталітичного діоксиду титану, який передбачає: (1) осаджування водного діоксиду титану з розчину, що містить титановмісну сполуку, для утворення часток діоксиду титану; (2) утворення дисперсії часток діоксиду титану у водному середовищі; (3) обробку дисперсії лужним пептизуючим агентом для одержання пептизованого лужного золю діоксиду титану; (4) нейтралізацію пептизованого лужного золю діоксиду титану; і (5) одержання або виділення результуючого нейтрального, стабільного й прозорого золю фотокаталітичного діоксиду титану. Титановмісна сполука може бути будь-якою сполукою, яка здатна утворювати осад діоксиду титану. В одному варіанті здійснення, титановмісна сполука є титанорганічною сполукою. Придатні титанорганічні сполуки включають, але не обмежуються алкоксидами титану із загальною структурою Ti(OR)4, де кожний R є незалежним алкілом, арилом або гетероарилом; ацилтитанові сполуки, подібні до ацетилацетонату титанілу й подібних до нього. Кращі алкоксиди титану включають тетраізопропоксид титану, тетра-н-пропоксид титану, тетраетоксид титану, тетраметоксид титану, тетра-н-бутоксид титан і третбутоксид титану й подібні до них. Змішані алкоксиди титану, у яких групи R в Ti(OR) 4 можуть бути різними, також розглядаються в як титановмісні сполуки. Інші придатні органічні сполуки титану включають сполуки амінів титану (IV), подібні до тетракис(диметиламіно)титану, тетракис(диетиламіно)титану й подібних до них. Галіди титану, представлені формулою TiХ4, де X є хлором-, бромом-, йодом- або фтором-, або їх сумішшю, можуть також використовуватися як титановмісні сполуки. Розкрита й заявлена в даному документі концепція (концепції) винаходу також розглядає застосування титанорганічних галідів, подібних до хлортитан триізопропоксиду (Ti(O-i-Pr)3Cl) і подібних до нього, як титановмісні сполуки. Титанорганічні ді- і тригаліди також розглядаються. Не обмежуючись теорією, уважається, що при застосуванні галідів титану як титановмісних сполук, галіди, як правило, спочатку гідролізуються за контрольованих умов до менш реакційноздатних часток, таких як оксигалід титану (тобто, оксихлорид титану й подібні до нього). Отримані 5 UA 114187 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 проміжні титановмісні частки можуть потім бути далі гідролізовані до TiO 2 шляхом регулювання рН розчину. В іншому аспекті розкритої й заявленої в даному документі концепції (концепцій) винаходу, титановмісна сполука може бути водорозчинною сіллю титану. Придатні солі титану включають, але не обмежуються оксихлоридом титану, сульфатом титану, оксинітратом титану й подібних до них. Осадження TiO2 з водорозчинних солей можна регулювати підтримуванням рН розчину на рівні рН, за якого водорозчинна сіль титану гідролізується й утворює TiO 2, який випадає в осад з розчину. Як правило, це досягається шляхом підвищення рН розчину з додаванням основної сполуки, наприклад, подібної, але не обов'язково такої, як, NaОН. Розчин титановмісної сполуки може бути водним розчином або може містити придатний органічний розчинник, доданий до води для проведення гідролізу титановмісної сполуки. Суміші води й органічного розчинника можуть також використовуватися для контролю швидкості гідролізу титановмісної сполуки й осадження TiO 2. Якщо застосовуються органічні розчинники, розчинники, як правило, повинні змішуватися з водою або мати достатню розчинність у воді, так щоб досягалася достатня кількість води для гідролізу титановмісної сполуки до TiO 2. Придатні органічні розчинники включають спирти, такі як метанол, етанол, ізопропанол і подібні до них; аміди, такі як диметилформамід і диметилацетамід і подібні до них; і сульфоксиди, подібні до диметилсульфоксиду. За великим рахунком, не існує обмежень на концентрацію розчину титановмісної сполуки, хоча бажано він повинен мати придатну концентрацію, щоб кінетика осадження була оптимальною. Осадження можна контролювати відповідним способом, включаючи, без обмеження, гідроліз, регулювання рН, або додавання іншого розчинника. Використовуваний спосіб осадження багато в чому визначається вибором титановмісної сполуки. Наприклад, гідроліз є кращим способом осадження, у випадку, коли титановмісна сполука є алкоксидом титану або ацетилацетонатом титану. Для оксихлоридів титану або сульфатів титану, які є водорозчинними, осадження найкраще досягається шляхом контролю рН (наприклад, підвищення рН) або додавання розчинника, у якому сполука практично нерозчинна, подібних до ацетону або вищих спиртів (зміна складу розчинника). Під "практично нерозчинним" розуміють, що розчинність титановмісної речовини в розчиннику є досить низкою, для протікання осадження діоксиду титану з розчину при приведенні його в контакт із другим розчинником. Під "вищими" спиртами розуміють спирти С5 або вище, включаючи, без обмеження, наприклад, пентанол, гексанол, гептанол, октанол. В одному варіанті здійснення, титановмісну сполуку змішують зі спиртом. При протіканні гідролізу титановмісної сполуки, утворюється TiO 2, який випадає в осад у вигляді часток аморфного TiO2 із середнім розміром часток, меншим від приблизно 50 нм. В іншому варіанті здійснення, титановмісну сполуку змішують із хелатуючою основою для утворення хелатованих титановмісних часток, потім суміш додають до води для гідролізу титановмісної сполуки й осадження аморфного TiO2. Будь-яка основа, відома на існуючому рівні техніки, яка збільшує рН водного розчину водорозчинної солі титану, може застосовуватися для осадження TiO 2, включаючи неорганічні й органічні основи. Придатні основи включають, але не обмежуються такими, основи – аміни, що включають гідроксид амонію, моно-, ді- або триалкіламіни, подібні до триетиламіну, диізопропілетиламіну й подібних до них; основи – циклічні аміни, подібні до N-етилморфоліну, піперидину, піролідину й подібних до них; гідроксиди або алкоксиди лужних металів або лужноземельних елементів, подібні до гідроксиду натрію, літію, калію, гідроксиду магнію, гідроксиду кальцію; алкоксиди натрію, літію або калію, подібні до метоксиду, етоксиду, бутоксиду, трет-бутоксиду й подібних до них; основи – карбонати й бікарбонати, подібні до карбонату й бікарбонату натрію, літію або калію й подібні до них. Фахівцям у даній галузі техніки стане ясно, що тип основи не обмежений основами, описаними вище, і що існує багато інших основ, які можуть застосовуватися для контролю рН розчину водорозчинної солі титану. З іншого боку, TiO2 може бути осаджений з розчину шляхом зміни складу розчинника, таким чином, щоб TiO2 більше не був розчинним. У цьому варіанті здійснення, титановмісна сполука, яка перебуває в розчині в придатному розчиннику, може бути доданою до другого "антирозчинника", у якому попередник не розчинний. Наприклад, це може бути виконано шляхом додавання титановмісної сполуки в органічному розчиннику, що змішується з водою, подібного до ацетону або вищих спиртів, до води. В іншому випадку, осадження може бути проведене шляхом додавання органічного розчинника, що змішується з водою, до водного розчину водорозчинної солі титану для зниження розчинності TiO 2. Утворений титановмісний осад може застосовуватися на наступній стадії процесу, якщо він є частково гідролізованим або повністю гідролізованим до TiO2. 6 UA 114187 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 В деяких аспектах винаходу, контрольований гідроліз або контрольоване осадження титановмісної сполуки досягається шляхом обробки титановмісної сполуки хелатуючим агентом, який утворює стабільні хелатні зв'язки з титаном у водному розчині, перед проведенням гідролізу титановмісної сполуки й осадження TiO 2. При застосуванні хелатуючих агентів, швидкість гідролізу або осадження титановмісної сполуки у воді може контролюватися, таким чином, можна контролювати розмір утворених часток TiO2. У розкритій і заявленій у даному документі концепції (концепціях) винаходу, може бути застосований нейтральний або основний хелатуючий агент. Придатні нейтральні хелатуючі агенти включають дикарбонільні сполуки, подібні до дикетонів, диефірів, кетоефірів і подібних до них. Хелатуючі дикетони включають 2,4-пентандіон, 1,4-гександіон, 1,3-пентандіон, 2,4гександіон, і дипівалоїлметан. Хелатуючі диефіри включають моно- або диалкілефіри дикарбонових кислот. Придатні диефіри включають диалкілмалонати, подібні до диметилу і диетилмалонатів і подібні до них. Хелатуючі кетоефіри включають, але не обмежуються зазначеним, алкілацетоацетати, подібні до метилового ефіру ацетооцтової кислоти, етилового ефіру ацетооцтової кислоти, ізопропілового ефіру ацетооцтової кислоти, бутилового ефіру ацетооцтової кислоти і подібних до них. Суміші двох або більше хелатуючих дикарбонилів можуть також застосовуватися для приготування золів даного винаходу. Основні хелатуючі агенти включають органічні основи, які містять дві або більше функціональних груп, здатних хелатувати атом титану. Придатні хелатуючі агенти включають диалканоламіни й триалканоламіни, подібні до диетаноламіну, триетаноламіну і подібних до них. Інші придатні хелатуючі основи із двома або більше функціональними групами включають етилендіамін, диетилентриамін, триетилентетрамін, 2,2’-біпіридин, 1,10-фенантролін, етилендиамінтетраоцтову кислоту або тетраацетат, етилендиамінтриоцтову кислоту або триацетат, 2,2',2"-трипіридин, 1,4,7-триазациклононан, трис(2-амінетил)амін і подібні до них. Додавання основного хелатуючого агента до титановмісної сполуки приводить до утворення більш стабільної частки перед осадженням, і може зменшити ступінь гідролізу, таким чином, поліпшуючи пептизацію часток титану на наступній стадії. В одному варіанті здійснення, основа, застосована для обробки титановмісної сполуки, є тією ж основою, яка застосовується як лужний пептизуючий агент. Кількість хелатуючої основи, доданої до титановмісної сполуки, є такою, щоб мольне співвідношення основи до титану становило б, в одному варіанті здійснення, ≤0,5:1. В іншому варіанті здійснення, мольне відношення основи до титану становило б ≤0,3 або 0,2:1. При застосуванні розчинної солі титану як титановмісної сполуки й застосуванні органічної основи як лужного пептизуючого агента, можна також застосовувати стадію деіонізації для зменшення концентрації іонів, які присутні у титановмісній сполуці перед проведенням стадії осадження. Зниження концентрації іонів у розчині полегшує хелатування титану хелатуючими агентами. Може застосовуватися будь-який спосіб зменшення кількості іонів у розчині розчинної солі титану, включаючи обробку аніонообмінною смолою, осадження нерозчинних солей і подібні способи. В одному варіанті здійснення винаходу, титановмісну сполуку обробляють аніонообмінною смолою для видалення надлишку іонів, які можуть бути присутнім у розчині титановмісної сполуки, подібні до іонів сульфату, іонів хлориду і подібних до них, залежно від природи розчинної солі титану. При обробці розчину розчинної солі титану іонообмінною смолою, рН розчину, як правило, підвищується згодом, що може привести до утворення осаду TiO 2. Бажано, час обробки розчинної солі титану аніонообмінною смолою повинен бути обмежений таким чином, щоб рН розчину підтримувалося на рівні менше ніж приблизно 3, для запобігання утворення осаду TiO2. Більш бажано, щоб деіонізуюча обробка повинна бути обмежена таким чином, щоб рН розчину підтримувалося на рівні меншому, ніж приблизно 2. Після зменшення кількості іонів, розчин солі титану відокремлюють від іонообмінної смоли й обробляють основою, здатною утворювати хелатні зв'язки, так як описано вище. рН розчину хелатованої солі титану потім контролюється із застосуванням придатної основи для утворення TiO 2, що осаджується з розчину. Осажденний TiO2 може бути відділений будь-яким придатним способом, включаючи декантацію, центрифугування й фільтрування. Виділена тверда речовина може додатково бути промита водою для видалення сторонніх продуктів реакції гідролізу й інших домішок, перед проведенням стадії диспергування в рідкому середовищі. В одному варіанті здійснення, осаджений TiO 2, що перебуває в аморфній формі, як правило, відокремлюють фільтруванням і ретельно промивають деіонізованою водою до проведення редиспергування. Промитий, вологий осад на фільтрі потім повторно диспергують в об'ємі деіонізованої води шляхом енергійного перемішування (наприклад, перемішування на вортексі, 7 UA 114187 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 струшування тощо). Деіонізована вода, як правило, але не завжди містить лужні пептизуючі агенти в розчині перед утворенням дисперсії. Оскільки перевага лужного пептизуючого агента, в основному, реалізується на подальшій стадії термічної обробки, не завжди є строго обов'язковою присутність лужного пептизуючого агента у водному розчині перед проведенням повторного диспергування осаду. Краще, щоб лужний пептизуючий агент міг бути доданий після утворення дисперсії або мігбути доданий до титановмісної сполуки перед проведенням осадження або, він може бути доданий під час проведення кожної стадії або обох стадій. Кількість застосованої деіонізованої води повинна бути такою, щоб вагове співвідношення вихідної титановмісної сполуки (наприклад, ізопропоксиду титану) до загальної ваги дисперсії перебувало в діапазоні від близько 1:2 до близько 1:10, від близько 1:3 до близько 1:6 і від близько 1:4 до близько 1:5. Концентрація TiO2 у диспергуючій рідині визначає вихідну концентрацію золю після пептизації. Золі TiO2 можуть надалі за бажання бути розведені або сконцентровані, після завершення стадії пептизації. Як правило, дисперсія TiO2, що містить від близько 1 % до близько 30 % TiO2 за вагою у водному розчиннику, застосовується для стадії пептизації. Водний розчинник може бути будь-яким розчинником або сумішшю розчинників, що включає в себе воду. Наприклад, можуть бути застосовані суміші води і розчинника, який змішується з водою, подібного до спирту. Як правило, концентрація дисперсії перебуває в діапазоні від близько 2 % до близько 15 %, або від близько 5 % до близько 15 % від ваги суміші. В одному варіанті здійснення, концентрація перебуває в діапазоні від близько 8 % до близько 12 % або від близько 5 % до близько 10 % за вагою. Осаджений TiO2 потім обробляють лужним пептизуючим агентом при перемішуванні з утворенням золів TiO2 до розкритої й заявленої у даному документу концепції (концепціях) винаходу. Диспергований TiO2 може бути оброблений лужним пептизуючим агентом за кімнатної температури або при підвищеної температури або в обраному діапазоні температур при перемішуванні до утворення з дисперсії прозорої або напівпрозорої суміші. Широкий вибір лужних пептизуючих агентів може бути використаний у розкритій й заявленій у даному документі концепції (концепціях) винаходу. Застосовані тут лужні пептизуючі агенти на цій стадії є такими ж, як і описані раніше. Пептизацію, як правило, здійснюють за температури від близько 70 °C до близько 150 °C (тобто при термічній обробці) протягом від близько 3 годин до близько 3 днів при постійному або періодичному перемішуванні. Нейтралізація розчину перед проведенням термічної обробки не є необхідною. Отже, в одному варіанті здійснення, дисперсію, яка містить лужний пептизуючий агент, не піддають стадії нейтралізації, подібної до додавання основного розчину, перед або під час термічної обробки. Також, в одному варіанті здійснення, виявилося корисним, зробити пептизацію в закритому гідротермальному реакторі з одночасним підвищенням тиску. Було з'ясовано, що, наприклад, гідротермальні реактори типу гідротермальної бомби, подібні до тих, які робить Parr Instruments (Illinois), є придатними для застосування в гідротермальній реакції, однак це не має характеру обмеження. Один або більше реакторів бомбового типу можуть розміщуватися в обертовій печі для забезпечення термічних умов і перемішування. Отриманий лужний золь діоксиду титану може бути нейтралізований шляхом кип'ятіння золю, змішування пероксида водню із золем, або змішування кислотної сполуки із золем. Усі ці способи нейтралізації є тими ж, що були описані раніше. Відповідно до іншого варіанта здійснення винаходу, нейтральний, стійкий і прозорий золь фотокаталітичного діоксиду титану може утворюватися з лужного золю діоксиду титану, який пептизують і нейтралізують. Лужний золь діоксиду титану може бути пептизований лужним пептизуючим агентом, як описано вище, таким чином, утворюючи пептизований лужний золь діоксиду титану, який може бути нейтралізований кислотною сполукою, як описано вище, таким чином, утворюючи нейтральний, стабільний і прозорий золь фотокаталітичного діоксиду титану. Нейтральні, стабільні, прозорі або напівпрозорі золі TiO2 можуть містити від близько 0,5 % до близько 40 % TiO2 за вагою у водному розчиннику. Більш бажано, золі можуть містити від близько 2 % до близько 20 % або від близько 2 % до близько 15 % або між близько 5 % і близько 15 % діоксиду титану за вагою. В одному варіанті здійснення, золі можуть містити між близько 8 % і близько 12 % або від близько 5 % до близько 10 % TiO2 від ваги суміші. Відповідно до іншого варіанта здійснення, нейтральні, стабільні, прозорі або напівпрозорі золі TiO 2 можуть містити від близько 20 % до близько 40 % діоксиду титану за вагою або між 25 % і близько 40 %, або між 30 % і близько 40 % діоксиду титану за вагою. Нейтральні, стабільні, прозорі або напівпрозорі золі TiO 2 можуть містити принаймні близько 10 % або принаймні 15 %, або принаймні 16 %, або принаймні 17 %, або принаймні 18 %, або від близько 10 % до близько 20 %, або від близько 12 % до близько 16 % або від принаймні 8 UA 114187 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 16 % до близько 18 % лужного пептизуючого агента, відносно загальної ваги лужного пептизуючого агента й TiO2. Якщо лужний пептизуючий агент присутній у нейтральному, стабільному, прозорому або напівпрозорому золі (золях) TiO2 у кількості принаймні близько 7 %, відносно загальної ваги лужного пептизуючого агента й TiO2, отриманий пептизований лужний золь діоксиду титану може бути нейтралізований кислотою, яка містить фосфорну кислоту. Більше того, нейтральний, стабільний, прозорий або напівпрозорий золь (золі) TiO 2 можуть містити від близько 5 до близько 20 або від близько 30 до близько 40 ваг. % діоксиду титану. Якщо лужний пептизуючий агент присутній у нейтральному, стабільному, прозорому або напівпрозорому золі (золях) TiO2 у кількості принаймні близько 18 %, відносно загальної ваги лужного пептизуючого агента й TiO2, отриманий пептизований лужний золь діоксиду титану може бути нейтралізований комбінацією фосфорної й оцтової кислот; при цьому вагове співвідношення фосфорної кислоти до оцтової кислоти може перебувати в діапазоні від близько 0,8:1 до близько 1,2:1 або від близько 0,9 до близько 1,1 або близько 1:1. Фосфорна кислота й оцтова кислота можуть додаватися практично одночасно до пептизованого лужного золю діоксиду титану. Далі, нейтральний, стабільний, прозорий або напівпрозорий золь (золі) TiO 2 можуть містити від близько 5 до близько 20 або від близько 30 до близько 40 ваг. % діоксиду титану. Пептизований лужний золь діоксиду титану або нейтральний, стабільний і прозорий золь фотокаталітичного діоксиду титану може також бути промитий демінералізованою водою, так щоб концентрація іонів кальцію й натрію становила менше ніж, приблизно 71 м. ч. і менше ніж, приблизно 13 м. ч., відповідно, в отриманому промитому матеріалі. Провідність отриманого фільтрату може бути рівною або меншою ніж 500 мксм. В'язкість отриманого промитого пептизованого лужного золю діоксиду титану або промитого нейтрального, стабільного й прозорого золю фотокаталітичного діоксиду титану, може бути менше, ніж близько 100 сантипуаз після принаймні 4 тижнів за кімнатної температури. Нейтральні, стабільні й прозорі золі фотокаталітичного діоксиду титану є реактивними, стабільними й прозорими в діапазоні рН від близько 7 до близько 9,5. Середній розмір часток нейтральних, стабільних і прозорих золів фотокаталітичного діоксиду титану після нейтралізації, як правило, становить менше 50 нм, хоча фахівці в даній галузі техніки розуміють, що деяка кількість обробленого матеріалу може мати розмір часток > близько 50 нм, що не впливає на заявлену концепцію й розкриту в даному документі (концепції) винаходу, описані тут. Як правило, середній розмір часток діоксиду титану буде менший, ніж приблизно 30 нм, 20 нм або 10 нм. В одному варіанті здійснення, розмір кристаліта золю діоксиду титану, становить менше, ніж приблизно 5 нм. Згадування тут розміру часток діоксиду титану слід розуміти як середній розмір часток діоксиду титану. При згадуванні з розміром часток терміну "приблизно" (як цей термін застосовується скрізь у даному документі), слід розуміти, що сюди включені дещо більші або менші розміри часток, ніж згадані значення, приймаючи до уваги помилки експерименту, характерні для вимірювання і різночитань між різними методологіями вимірювання розмірів часток (або, наприклад, температури, тиску, рН або часу), що відомо фахівцям у даній галузі техніки. Діаметри можуть вимірюватися стандартними методами аналізу розміру часток, наприклад просвічувальною електронною мікроскопією (TEM, XRD) або на основі розсіювання світла (наприклад, без обмеження, динамічне розсіювання світла, за допомогою Malvern Instruments Ltd., U. K.). Альтернативно, розмір часток може бути охарактеризований площею поверхні. Як правило, діоксид титану, який застосовується у золях заявленої й розкритої в даному документі концепції винаходу, має площу поверхні, яка визначається будь-яким придатним способом, включаючи 52 точковий БЕТ на висушеному зразку, більшому, ніж близько 20 м /г. Частіше, частки 2 фотокаталітичного діоксиду титану мають площі поверхні, більші ніж приблизно 50 м /г або 2 більші ніж приблизно 70 м /г. В одному варіанті здійснення, частки діоксиду титану мають площі 2 поверхні, більші ніж приблизно 100 м /г. В іншому варіанті здійснення, площі поверхні 2 становлять більше ніж приблизно 150 м /г. Ще в одному варіанті здійснення, частки діоксиду 2 2 титану мають площу поверхні, більшу ніж приблизно 200 м /г, більшу ніж приблизно 250 м /г або 2 більшу ніж приблизно 300 м /г. Золі відповідно до заявленої й розкритої у даному документу концепції (концепцій) винаходу, можуть необов'язково містити додаткові компоненти, у випадку, якщо додавання цих компонентів не несе помітного негативного ефекту на прозорість або стабільність золю. Наприклад, враховується, що золі можуть містити малі кількості бактерицидних агентів, органічних розчинників (наприклад, спиртів), плівкоутворювальних агентів, зв'язувальних агентів, регуляторів рН, без обмеження зазначеним. В одному з варіантів здійснення, золі 9 UA 114187 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 практично не містять іонів металу, обраних із групи I-VA і рядів лантаноїдів і актиноїдів періодичної таблиці, що має на увазі відсутність додавання додаткових кількостей цих металів до золів або проміжних продуктів, у кількості, що перевищує слідові кількості, які містяться як домішки у вихідному титановмісному матеріалі або інших реагентах. У випадку якщо золі відповідно до заявленої й розкритої у даному документі концепції (концепцій) винаходу, є прозорими, також додатково було виявлено, що дані золі утворюють плівки, які, при нанесенні на субстрат, також є прозорими. У заявлену й розкриту в даному документі концепцію (концепції) винаходу, отже, також включений спосіб утворення прозорих фотокаталітичних самоочисних плівок, які видаляють забруднення й або покриттів на субстраті, шляхом нанесення на субстрат золів відповідно до заявленої й розкритої у даному документі концепції (концепцій) винаходу. Як правило, плівкам дають висихати на основі до утворення прозорого покриття, що має придатну адгезію на субстраті, для втілення в конкретних застосуваннях або умовах, у які їх поміщають. Природа субстрату, на яку золі відповідно до заявленої й розкритої у даному документі концепції (концепцій) винаходу можуть бути нанесені, практично не обмежена. Цементні, металеві, скляні, полімерні, дерев'яні, керамічні, паперові, тканинні й шкіряні субстрати розглядаються як придатні, як приклад, але без накладення обмежень. Стабільні, прозорі золі відповідно до заявленої й розкритої у даному документі концепції (концепцій) винаходу, знайдуть особливе застосування в будь-яких втіленнях, у яких є бажаною фотокаталітична активність. Завдяки прозорості золів, вони ідеально підходять для покриття поверхонь або структур, які самі по собі є прозорими (тобто, скло) або для забезпечення покриття, яке не змінює зовнішнього вигляду основи. Значимі застосування включають, але не обмежені, фотокаталітичними покриттями тротуарів для видалення забруднень із повітря на дорожньому покритті, кам'яній або керамічній плитці, облицюванню будинків, шибки, лобове скло автомобілів і подібні поверхні. Золі відповідно до заявленої й розкритої раніше концепції (концепцій) винаходу також знайдуть застосування на тканинах, меблях, об'єктах мистецтва наприклад, завдяки їхній здатності до самоочищення. Дана здатність також наділяє основи, оброблені даними золями відповідно до заявленої й розкритої у даному документі концепції (концепцій) винаходу, властивостями "відсутності забруднень", "вільних від забруднень", "стійкості до забруднень". Додатково, золі відповідно до заявленої й розкритої у даному документі концепції (концепцій) винаходу також забезпечують Уф-захист для основ, на які вони нанесені. Наприклад, у конкретному варіанті здійснення, однак не обмежуючись ним, золі відповідно до заявленої й розкритої у даному документі концепції (концепцій) винаходу можуть бути нанесені на одяг та інші вироби, придатних для носіння або використання ссавцями, подібними до людей. Одяг, який має на собі покриття золів, буде ефективно запобігати проходженню крізь одяг рентгенівського випромінювання і взаємодії із тканинами тіла. Таким чином, захисний одяг або фіранка може використовуватися всіма, хто працює з рентгенівським випромінюванням, або тими, хто працює в лабораторії й надалі забезпечувати ступінь захисту від рентгенівського або іншого УФ випромінювання. Крім того, структура із шаром, яка містять діоксид титану, може містити в собі основу й шар, який містить діоксид титану, в основному, у формі анатаза на поверхні основи, причому прозорість шару, що містить діоксид титану, для довжин хвиль видимого світла 400-700 нм може становити від приблизно 65 % до приблизно 95 % і шар, який містить діоксид титану може утворюватися з нейтрального, стабільного й прозорого золю (золів) фотокаталітичного діоксиду титану, описаного вище. Товщина шару, що містить діоксид титану, може становити приблизно 0,1-1,5 мкм. Структура може також демонструвати початкове видалення NO x з повітря поблизу шару, що містить діоксид титану, що становить принаймні 80 %, або принаймні 75 % після приблизно 450 днів. Стабільний, прозорий золь діоксиду титану відповідно до заявленої й розкритої у даному документі концепції (концепцій) винаходу має фотокаталітичний ефект, який також демонструє окисно-відновлювальну активність і, отже, здатний розкладати шкідливі складові й також наділяє покриту основу антибактеріальними властивостями при опроміненні світлом, таким як сонячне світло й/або світло ультрафіолетового джерела. Таким чином, покриття, що містять стабільні й прозорі золі діоксиду відповідно до заявленої й розкритої у даному документі концепції (концепцій) винаходу, або основи, покриті цими золями, мають антибактеріальні властивості. Крім того, подібні золі надають, дезодоруючого ефекту і здатні відновлювати шкідливі гази в області, суміжній із золем або основою, покритою подібним золем. Відповідно до іншого варіанта здійснення, антибактеріальна композиція може містити кожний з нейтральних, стабільних і прозорих золів фотокаталітичного діоксиду титану, описаних у даному документі; причому антибактеріальна композиція, при приміщенні в контакт із 10 UA 114187 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 бактеріям, здатна убивати принаймні 80 % або принаймні 90 % бактерій. Антибактеріальна композиція може використовуватися як часткове або повне покриття на обладнанні, подібному, але не обмеженому медичним обладнанням. Крім того, фотокаталітична антибактеріальна активність антибактеріальної композиції, приведеної в контакт із бактеріями, становить принаймні приблизно 2 або принаймні приблизно 3; причому фотокаталітична антибактеріальна активність визначається відповідно до формули: log(BL / CL) - log(BD / CD); де BL - середнє число бактерій на контрольній поверхні, не покритій антибактеріальною композицією, після Х годин експонування на світлі; CL - середнє число бактерій на дослідній поверхні, покритій антибактеріальною композицією, після Х годин експонування на світлі; BD - середнє число бактерій на контрольній поверхні, не покритій антибактеріальною композицією, після Х годин у темряві; CD - середнє число бактерій на дослідній поверхні, покритій антибактеріальною композицією, після Х годин у темряві; причому X змінюється від приблизно 14 до приблизно 24 годин. Фотокаталітичне покриття на основі золів відповідно до заявленої й розкритої у даному документі концепції (концепцій) винаходу, може також бути доповане металом для знищення бактерій, які перебувають на поверхні. Вибір металу проводиться, із групи, яка складається з Ag, Zn, Mg, Sn, Fe, Co, Ni, Se, Ce, Cu та їх комбінацій, однак не обмежений даною групою. Допування фотокаталітичного покриття металом може здійснюватися шляхом додавання розчинної солі металу до золю титану. Сіль металу може, наприклад, бути нітратом, сульфатом або хлоридом, однак не обмежена перерахованими. Кількість солі металу, що додається, як правило, становить від приблизно 0,01 % до приблизно 1 % відносно сполуки титану за кількістю молів, однак фахівці в даній галузі техніки уявляють, що більші кількості можуть застосовуватися, залежно від застосування, для якого виготовляється золь або фотокаталітичне покриття. Результуючий розчин з допованним металом може бути використаний для утворення фотокаталітичного покриття (покриттів), описаного вище. В одному варіанті здійснення, наприклад, фотокаталітичні покриття відповідно до заявленої й розкритої у даному документі концепції (концепцій) винаходу, (з і без допованого металу) інгібують і/або є резистентними до колонізації метицилін-резистентних Staphylococcus aureus (MRSA). Як альтернативи, після утворення фотокаталітичного покриття, розчинна сіль металу може бути нанесена на неї й результуюче покриття може потім зазнати опромінення або світлового опромінювання для нанесення металу шляхом фотовідновлення. Доповане металом фотокаталітичне покриття здатне знищувати бактерії, які перебувають на поверхні. Крім того, подібне доповане металом фотокаталітичне покриття може також інгібувати ріст мікроорганізмів, подібних до цвілі, водоростей і мохів, наприклад, однак не обмежуючись перерахованими мікроорганізмами. Отже, поверхня будинку, механізму, обладнання, побутових пристроїв, предметів і подібного може підтримуватися чистою, практично без колонізації бактеріями протягом тривалого часу. Таким чином, золі відповідно до заявленої й розкритої у даному документі концепції(концепцій) винаходу можуть бути комерційно застосованими, наприклад у галузях реставрації конструкцій і медицині, однак не обмежуючись перерахованим. ПРИКЛАДИ Нижченаведені приклади представлені для полегшення розуміння заявленої й розкритої в даному документі концепції (концепцій) винаходу, не призначені й не повинні розглядатися як обмеження заявленої й розкритої в даному документі концепції (концепцій) винаходу якимнебудь чином. Усі зміни, модифікації й еквіваленти, які можуть бути очевидними для фахівця в даній галузі техніки при читанні даного документа, включаються в обсяг і в рамки заявленої й розкритої в даному документі концепції (концепцій) винаходу, і тому повинні розглядатися як явно включені в неї. Приклад 1 200 г ненейтралізованого золю оксиду титану, який називається Cristalactivtm, виготовленого Cristal Global (у якому оксид титану має вагові % 17,5±2,5 при рН 11,5±1) і диетиламін як лужний пептизуючий агент були поміщені в контейнер з перегородками для перемішування й перемішувалися з використанням крильчатої мішалки, для забезпечення розмішування й руху рідини по всьому об'єму. Датчик рН поміщали для забезпечення вимірювання перемішаного розчину. Готували суміші кислот з 5М фосфорної кислоти й 5М оцтової кислоти. Готували по 100 г кожної суміші кислот і називали їх за % (за масою) вмістом 5М фосфорної кислоти в суміші, як показано в Таблиці 1. 60 11 UA 114187 C2 Taблиця 1 Суміш кислот Назва суміші 25 % 33 % 50 % 66 % 75 % 100 % 5 10 15 20 25 30 35 40 45 г, 5M фосфорної кислоти 25 33 50 66 75 100 г, 5M оцтової кислоти 75 67 50 34 25 0 Суміш кислот додавали із практично постійною швидкістю (приблизно 0,5-0,7 г/хв.), еквівалентну 0,25-0,35 % маси золю на хвилину. Додавання кислоти сповільнювали, коли значення рН досягало приблизно 9,0, так щоб одержати результуючий рН, рівний 8,5. По досягненню рН, рівного 8,5, додавання кислоти зупиняли, і перемішування продовжували протягом принаймні ще 60 хвилин. Протягом цього періоду часу рН ненабагато підвищувався приблизно до 8,7 – 8,9. Таким чином, невеликі додаткові порції кислоти вводили за необхідністю до досягнення рН, рівного 8,5. Приблизно 5,5 % суміші кислот додавалося відносно ваги лужного золю діоксиду титану. Вміст діоксиду титану становив приблизно 15 ваг. % і вміст диетиламіну становив приблизно 2,5 ваг. %, обидва значення розраховані відносно загальної ваги нейтралізованого золю діоксиду титану. Визначена в'язкість нейтралізованого золю діоксиду титану склала приблизно 18 сПз. Площа поверхні, визначена методом БЕТ, для 2 висушеного зразка продукту, склала >250 м /г. Приклад 2 Для вивчення фотокаталітичної активності покриттів, виготовлених із золів відповідно до заявленої й розкритої у даному документі концепції (концепцій) винаходу, нейтралізовані золі із Прикладу 1, а також подібним чином приготовлені золі діоксиду титану, як за Прикладом 1, але які містять гідроксид тетраметиламонію (MAO) замість диетиламіну, кожний з яких був нейтралізований різними сумішами фосфорної й оцтової кислот (як описано в Таблиці 1), були нанесені на тестові смужки 15 мм × 100 мм, вирізані з фільтрувального паперу Whatman 541. Від приблизно 0,05 г до приблизно 0,0520 г нейтралізованих золів на площі від приблизно 5 до 2 приблизно 5,2 г/м , було нанесено на кожну тестову смужку. Кожну тестову смужку сушили протягом 24 годин перед випробуванням з NO x. Методологія визначення відновлення NOx була практично такою ж, як описана в документі U.S. Patent Pub. 2007/0167551, розкриття методики в даному документі включене шляхом посилання на даний документ у його повноті. Коротко, дослідні зразки поміщали в герметичну камеру й закривалися. Камера зі зразками була з'єднана із триканальним газовим змішувачем (Brooks Instrument, Holland), через який NO (оксид азоту), NO2 (діоксид азоту) і стиснене повітря, що містить водяну пару, уводилися в камеру в заданих 2 кількостях. Дослідні зразки опромінювали УФ випромінюванням 6,2 Вт/м у діапазоні довжин хвиль від 300 до 400 нм, УФ лампи Model VL-6LM 365&312 nanometer wavelengths (BDH). Вихідні кількості й кінцеві кількості (після 5 хвилин опромінення) NO x визначали аналізатором оксидів азоту Nitrogen Oxides Analyzer Model ML9841B (Monitor Europe), з'єднаним з камерою зі зразками. % відновлення NOx визначали як (ΔNOx/Вихідний NOx) × 100. Результати цих тестів показано й описано на Фігурах 1 і 2. Результати даних прикладів указують, що нейтралізовані золі діоксиду титану демонструють більш високу активність у відновленні NO x, ніж вихідний ненейтралізований лужний золь діоксиду титану. Майже у всіх випадках, активність у відновленні NO x збільшується з підвищенням кількості фосфорної кислоти, доданої до лужного золю діоксиду титану. Видалення NOx також вивчали в інших умовах опромінення й з іншими джерелами світла. Додатково до УФ, застосовувалося опромінення трубчастою флуоресцентною лампою низької потужності й видимим світлом (відфільтрованим крізь скло). Фігури 3 і 4 показують і описують % відновлення NOx з використанням цих інших джерел світла. Результати вказують, що нейтралізовані золі діоксиду титану демонструють більш високу активність у відновленні NO x, ніж вихідний ненейтралізований лужний золь діоксиду титану при використанні всіх інших джерел світла. Приклад 3 Для вивчення фотокаталітичної активності покриттів, виготовлених із золів відповідно до заявленої й розкритої у даному документі концепції (концепцій) винаходу, золі діоксиду титану готувалися тим же шляхом, що в Прикладі 1, однак замість обробки сумішшю фосфорної 12 UA 114187 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 кислоти/оцтової кислоти, як у Прикладі 1, дані золі діоксиду титану обробляли наступними сумішами кислот: щавлева кислота/азотна кислота, щавлева кислота/оцтова кислота, лимонна кислота/азотна кислота, лимонна кислота/азотна кислота, фосфорна кислота/азотна кислота, і фосфорна кислота/оцтова кислота, відповідно. Для кожного із золів, додавали або 1М щавлеву кислоту, або 1М лимонну кислоту, або 1М фосфорну кислоту в кількості 0,1 ваг. % відносно загальної ваги золю; регулювання рН золів до величини 8,5 здійснювалася додаванням азотної або оцтової кислоти. Подібні золі, оброблені кислотою, наносилися у вигляді тонких шарів на 2 бетонні основи (приблизно 0,3 мл золю на площу 18 см ). Активність відносно забруднювачів 2 NOx при УФ опроміненні (6,2 Вт/м ) вимірювалася в різні проміжки протягом приблизно 288 днів (активності для золів, оброблених щавлевою/оцтовою й фосфорною/оцтовою кислотами, вимірялася протягом усього періоду 288 днів; у той час як період вимірювання активності інших золів становив до 120 днів). Методологія визначення відновлення NO x була практично такою ж, як описана в документі U.S. Patent Pub. 2007/0167551, розкриття методики в даному документі включене шляхом посилання на даний документ. Результати цих випробувань представлено на Фігурі 5. Приклад 4 Для вивчення фотокаталітичної активності покриттів, виготовлених із золів відповідно до заявлених й розкритих у даному документі концепцій винаходу, золі діоксиду титану з описаного вище Прикладу 3 також наносилися у вигляді тонких плівок на скляні основи (приблизно 0,3 мл 2 2 золю на площу 18 см ). Активність відносно забруднювачів NO x при УФ опроміненні (2 Вт/м ) вимірювалася за різні проміжки протягом приблизно 288 днів (активності для золів, оброблених щавлевою/оцтовою й фосфорною/оцтовою кислотами, вимірювалася протягом усього періоду 288 днів; у той час як період вимірювання активності інших золів становив до 120 днів). Методологія визначення відновлення NO x була практично такою ж, як описана в документі U.S. Patent Pub. 2007/0167551, розкриття методики в даному документі включене шляхом посилання на даний документ. Результати цих випробувань представлено на Фігурі 6. Приклад 5 Для вивчення фотокаталітичної активності покриттів, виготовлених із золів відповідно до заявлених й розкритих у даному документі концепцій винаходу, нейтралізований золь діоксиду титану із Прикладу 1 (який має вагове співвідношення фосфорної кислоти й оцтової кислоти 1:1), був нанесений у вигляді тонкої плівки на бетон (приблизно 0,3 мл 10 % золю діоксиду 2 титану на площу 18 см ). Тонкі шари бетону були роздільно піддано 225 ppb NO, 225 ppb NO 2, 70 ppb NO і 70 ppb NO2, відповідно. Активність відносно забруднювачів NO x при УФ опроміненні 2 (6,23 Вт/м , 295-400 нм) вимірювалася в різні проміжки протягом приблизно 1000 днів. Методологія визначення відновлення NO x була практично такою ж, як описана в документі U.S. Patent Pub. 2007/0167551, розкриття методики в даному документі включене шляхом посилання на даний документ. Результати цих випробувань представлено на Фігурі 7. Приклад 6 Для вивчення фотокаталітичної активності покриттів, виготовлених із золів відповідно до заявлених й розкритих у даному документі концепцій винаходу, нейтралізований золь діоксиду титану із Прикладу 1 (який має вагове співвідношення фосфорної кислоти й оцтової кислоти 1:1) розведений водою до утворення 10 ваг. % золю діоксиду титану, був нанесений на бетонну 2 стіну (приблизно 16 л 10 % золю діоксиду титану на площу 135 м ), розташовану в районі Camden-London, Англія. (Координати по GPS 51,518904 N і 0120685 W). Якість повітря в даному районі було вищою від стандартів повітря UK (Об'єднаного королівства), на час початку й закінчення випробувань. З 15 хвилинними інтервалами вимірювалися вмісти NO і NO 2, а також швидкість вітру, напрямок вітру, температура й вологість. Вміст NO і NO 2 вимірювався при відстані датчика 15 см від стіни. Фігури 8 і 9 демонструють порівняння кількостей NO і NO 2 у базовій лінії з отриманими поблизу бетонної стіни, покритої нейтралізованим лужним золем діоксиду титану. Порівняння показує середні кількості NO і NO2, визначені щогодини кожного дня тижня протягом більше 2 років. Порівняння також містить у собі середні кількості NO і NO 2 тільки у випадках, коли швидкість вітру не перевищувала 1,3 м/с. Золь діоксиду титану зберігав високий ступінь видалення NO x навіть після більш двох років у зовнішніх умовах з високим вмістом NO і NO2 в атмосфері, що оточує покриту основу із золями діоксиду титану відповідно до заявлених й розкритих у даному документі концепцій винаходу. Приклад 7 Для вивчення антибактеріальної активності покриттів, виготовлених із золів відповідно до заявлених й розкритих у даному документі концепцій винаходу, зразки нейтралізованого золю за Прикладом 1 (які мають вагове співвідношення фосфорної кислоти до оцтової кислоти, що дорівнює 1:1), допували Ag або Zn, як зазначено в Таблиці 2. Зразки B, C і D розбавляли, так що 13 UA 114187 C2 вагові % діоксиду титану становив 10 %. Таблиця 2 Золі титану, використані для випробувань антибактеріальної активності Зразок A B C D 5 10 15 20 25 30 35 40 45 TiO2, ваг. % 14,5 10 10 10 Метал допування Ag Ag Zn - Кількість металу допування, м. ч. 1000 1000 5000 - Доповані й недоповані золі діоксиду титану наносили на предметні скельця для випробування антибактеріальної активності на Staphylococcus aureus. Випробування антибактеріальної активності (внаслідок фотоактивності) проводили згідно із процесом, заснованим на процесі зі стандартним номером BS ISO 27447:2009, опублікованому ISO, який містить метод випробувань для визначення антибактеріальної активності матеріалів, що включають фотокаталізатор або які мають фотокаталітичні плівки, на поверхні. Описаний вище метод використовували для підрахунку бактерій при опроміненні УФ світлом. Стандарт був заснований на стандартному номері ISO 22195:2007 (формально JIZ 2801:2000). Як правило, однак, антибактеріальна активність вимірювалася шляхом визначення кількості бактеріальних клітин, що вижили, які протягом 24 годин при 21 °C перебували в приблизному контакті з антибактеріальним агентом. Антибактеріальний ефект вимірювали шляхом порівняння кількості живих бактерій на обробленому матеріалі з кількістю живих бактерій на неопрацьованому матеріалі. Золі діоксиду титану за Таблицею 2 наносили на покривні скельця для випробувань. Деякі невеликі модифікації деяких конкретних методик були потрібні внаслідок гідрофобної природи матеріалів. Випробування зразків проводилося парами, у порівнянні із серією контрольних експериментів. Відома кількість суспензії Staphylococcus aureus, (тобто, 0,05 мл суспензії 5 дослідного організму (приведеного до вмісту приблизно 5 × 10 клітин в 0,05 мл)) було нанесено на покривні скельця (покриті зразки) і на "чистій" стороні (яка, як уважалося, не має протимікробної активності й використовувалася як контрольний зразок). Суспензія приводилася в контакт із 3 однаковими покритими зразками й 3 з 6 однаковими контрольними зразками потім інкубувалася протягом 24 годин при 21 °C і відносної вологості не менше 90 %. Після інкубації, зразки переносили в роздільні контейнери, що містять 10 мл стерильного розчину нейтралізатора. 3 однакових контрольних зразка також обробляли в такий спосіб до інкубації, для забезпечення базової лінії даних контролю. Зразки всіх поверхонь, покритих розчином золю діоксиду титану, піддавали впливу світла (флуоресцентні лампи денного світла), у той час як інші зразки залишали в темряві. Слідом за цим, визначалося число бактерій. Отримані кількості бактерій (показане їхнє середнє геометричне), і антибактеріальна активність (представлена у вигляді десяткового логарифма) подані в Таблиці 3. Антибактеріальна активність після витримування на світлі визначалася як: RL=log(BL / A) - log(CL / A) = log(BL / CL) Антибактеріальна активність у темряві визначалася як: RD=log(BD / A) - log(CD / A) = log(BD / CD) Фотокаталітична антибактеріальна активність визначалася як: RP=log(BL / CL) - log(BD / CD) де RL - антибактеріальна активність при витримуванні на світлі RD - антибактеріальна активність у темряві RP - фотокаталітична антибактеріальна активність A - середнє число бактерій на контрольному зразку в початковий момент часу BL - середнє число бактерій на контрольному зразку після 14 годин витримування на світлі (і 10 годин у темряві) CL - середнє число бактерій на дослідному зразку після 14 годин витримування на світлі (і 10 годин у темряві) BD - середнє число бактерій на контрольному зразку після 24 годин у темряві CD - середнє число бактерій на дослідному зразку після 24 годин у темряві X варіюється від приблизно 14 до приблизно 24 годин. 50 14 UA 114187 C2 Таблиця 3 Результати випробувань антибактеріальної активності Зразок TiO2 г/м 2 вихідне 5 (× 10 ) Контроль A B C D 5 -0,75 2,5 5,0 11,0 Антибактеріальна активність Середнє число бактерій 6,2 6,2 6,2 6,2 6,2 14/24 год. світло 5 5,3×10 4,7 Фотокаталітична антибактеріальна активність 24 год. темрява -0,61 0,82 0,82 2,1 -> 4,1 > 3,9 > 3,9 > 2,6 Оскільки в стандарті не визначений критерій проходження/не проходження випробування наступний критерій (наведений у таблиці 4) використовувався для відображення певної активності. Таблиця 4 Категорія антибактеріальної активності Антибактеріальна активність 3,0 10 15 Категорія Погана Межова Висока Чудова % Убитих 99,0-99,9 > 99,9 Результати тестів показують, що всі золі діоксиду титану відповідно до заявлених й розкритих концепцій винаходу (доповані металом і не доповані металом) демонструють чудову антибактеріальну активність при витримування на світлі флуоресцентних ламп денного світла. Приклад 8 Перший золь, а саме нейтралізований золь діоксиду титану за Прикладом 1 (який має вагове співвідношення фосфорної кислоти до оцтової кислоти, що дорівнює 1:1, і розведений до концентрації TiO2 від 10 ваг. % до 15 ваг. %) і другий золь (виготовлений з іншого попередника, і який має концентрацію TiO2 між 0,5 і 2,0 %) використовувалися для випробування антибактеріальної активності відносно MRSA (метицилін-резистентних Staphylococcus aureus). У Таблиці 5 зазначено склад дослідних зразків. Таблиця 5 Зразки для випробувань антибактеріальної активності відносно MRSA Зразок 1 2 3 4 5 20 25 Покриття Перший золь на чистому стирол/акрилі на алюмінієвій пластині Q-panel Перший золь на пластині з нержавіючої сталі Другий золь на склі, зразок A Другий золь на склі, зразок B Перший золь на склі, зразок C Вміст TiO2, % 10 10 0,5 2 10 Випробування антибактеріальної активності (внаслідок фотоактивності) проводили згідно із процесом, заснованим на процесі зі стандартним номером BS ISO 27447:2009, який містить методику випробувань для визначення антибактеріальної активності матеріалів, які містять фотокаталізатор або фотокаталітичні плівки, що мають, на поверхні. Описаний вище метод використовували для підрахунку бактерій при опроміненні УФ світлом. Стандарт був заснований на стандартному номері ISO 22195:2007 (формально JIZ 2801:2000). 15 UA 114187 C2 5 10 15 20 25 30 Покриті пластини (зразки 1 і 2) були нарізані на дослідні зразки з розмірами приблизно 35 мм × 35 мм. Випробування проводили з використанням Staphylcoccus aureus ATCC 43300 (MRSA). Для кожного з дослідних зразків, 0,1 мл суспензії дослідного організму (виготовленої 5 таким чином, щоб вона містила приблизно 5 × 10 клітин в 0,1 мл) поміщали на покриту поверхню кожного з 6 однакових зразків і 6 однакових предметних скелець (які використовувались як контрольні зразки, для яких, як уважається, антибактеріальна активність відсутня). Суспензію приводили в близький контакт із дослідними й контрольними поверхнями із застосуванням покривних скелець, розміром 20 мм × 20 мм. Для вимірювання в момент інокуляції, додатковий набір із трьох контрольних зразків інокулювали й відразу ж змивали, кожний в 10 мл стерильного розчину нейтралізатора, після чого здійснювали підрахунок мікробів, для визначення числа бактерій у нульовий момент часу. Для кожного набору з 6 однакових зразків, 3 на аналітичному планшеті піддавали впливу флуоресцентних ламп денного світла протягом 14 з 24 годин. Аналітичний планшет з 3 зразками, що залишилися, для кожного дослідного зразка й контроль обкладали декількома шарами чорного пластику для запобігання потрапляння світла на дослідні плівки. Цей аналітичний планшет перебував у темряві протягом всіх 24 годин. Інкубація для обох наборів зразків проводилася при 21 °C і відносної вологості не менше 90 %. Після цього часу дослідні зразки змивали, кожний в 10 мл стерильної дистильованої води, і проводили підрахунок бактерій. Зразки 3-5 випробовували із застосуванням Staphylcoccus aureus ATCC 43300 (MRSA). Внаслідок гідрофільної природи покритих поверхонь (яка збільшується з підвищенням концентрації TiO2), раніше застосований спосіб був модифікований. Було встановлено, що об'єм інокулята 0,1 мл, який використовується зазвичай, занадто сильно розтікався на зразку З, через що його неможливо було фіксувати під покривним склом. Замість цього застосовували об'єм інокулята 0,05 мл, оскільки вважалося, що він кращий з компромісних варіантів для всіх 3 поверхонь. Як описано раніше, 3 зразка кожної з покритих пластин, плюс 3 контрольних зразка піддавали впливу світла, і 3 зразка кожної з покритих пластин плюс 3 контрольних зразка розташовували в темряві, після чого робили підрахунок числа бактерій. Визначену кількість бактерій, а також антибактеріальну активність (наведену у вигляді десяткового логарифма), подано в Таблицях 6 (для покритих пластин) і 7 (для покритих предметних скелець). Розрахунки антибактеріальної активності й фотокаталітичної антибактеріальної активності проводилися так само, як описано в прикладі 7. Таблиця 6 Результати випробувань антибактеріальної активності: покриті пластини Антибактеріальна активність Середнє число бактерій Зразок Контроль Перший золь на фарбі Перший золь на сталі вихідне 5 (× 10 ) 6,2 14/24 год. світло 5 3,1×10 6,2 1,3×10 3,2×10 6,2 4,5 2,4 > 2,1 35 16 UA 114187 C2 Таблиця 7 Результати випробувань антибактеріальної активності: покриті предметні скельця Фотокаталітична Антибактеріальна активність антибактеріальна активність 14/24 год. 24 год. 14/24 год. 24 год. світло темрява світло темрява 5 5 1,6×10 3,6×10 --- Середнє число бактерій Зразок Контроль Другий золь, зразок A Другий золь, зразок B Перший золь, зразок C 5 10 15 20 25 30 35 40 вихідне 5 (× 10 ) 6,0 6,0 3 1,9×10 5 1,6×10 6,0 1,2×10 1,3×10 × 5 10 6,0 4,2 0,51 > 3,7 5 5 Використовувалися ті ж критерії для аналізу антибактеріальної активності, що й перераховані в Таблиці 4 Прикладу 7. Звертаючись до Таблиці 6, PCX-S7 на пластині фарба/Q продемонстрував гарну антибактеріальну активність на світлі, однак дуже слабку активність у темряві. У цілому, була продемонстрована гарна фотокаталітична активність. PCX-S7 на нержавіючій сталі продемонстрував чудову антибактеріальну активність на світлі й гарну активність у темряві. У цілому, була продемонстрована гарна фотокаталітична активність відносно MRSA. Звертаючись до Таблиці 7, зразки A і В (PCX-S2) продемонстрували від межової до гарної антибактеріальної активності на світлі, однак слабку активність у темряві. У цілому, була продемонстрована межова фотокаталітична активність. Однак зразок З (PCX-S7 на склі) продемонстрував чудову антибактеріальну активність на світлі, але слабку антибактеріальну активність у темряві. У цілому, була продемонстрована чудова фотокаталітична активність. Приклад 9 Шість зразків фарби й чотири зразки золю (Золі 1-4) випробовували щодо їх антибактеріальної активності відносно Staphylococcus aureus. Зразки фарби, позначені від 1 до 6 різні фотокаталізатори, які містять TiO2, були нанесені на алюмінієві Q пластини й були приготовлені із застосуванням золю за Прикладом 1, з ваговим співвідношенням фосфорної кислоти до оцтової кислоти, рівним 1:1.Зразки золю, позначені від 1 до 4, були колоїдними дисперсіями, приготовленими таким же способом, як золі в Прикладі 1, і нанесені на предметні 2 скельця із завантаженнями TiO2, приблизно рівними 0,75, 2,5, 5,0 і 11 г/м , відповідно. Випробування антибактеріальної активності (внаслідок фотоактивності) проводили згідно із процесом, заснованим на процесі зі стандартним номером BS ISO 27447:2009, який містить методику випробувань для визначення антибактеріальної активності матеріалів або фотокаталітичні плівки, які містять на поверхні фотокаталізатор. Описаний вище метод використовували для підрахунку бактерій при опроміненні УФ світлом. Стандарт був заснований на стандартному номері ISO 22195:2007 (формально JIZ 2801:2000). Покриті фарбою пластини були нарізані на дослідні зразки з розмірами приблизно 35 мм х 35 мм. Випробування проводили з використанням Staphylcoccus aureus ATCC 6538. Для кожного з дослідних зразків, 0,1 мл суспензії дослідного організму (виготовленої таким чином, 5 щоб містити приблизно 5 × 10 клітин в 0,1 мл) поміщали на покриту фарбою поверхню кожного з 6 однакових зразків і однакові предметні скельця (які використовувались як контрольні зразки, для яких, як уважається, антибактеріальна активність відсутня). Суспензію приводили в близький контакт із дослідними й контрольними поверхнями із застосуванням покривних скелець, розміром 20 мм × 20 мм. Для вимірювання в момент інокуляції, додатковий набір із трьох контрольних зразків інокулювали й відразу ж змивали, кожний в 10 мл стерильного розчину нейтралізатора, після чого здійснювали підрахунок мікробів, для визначення числа бактерій у нульовий момент часу. Для кожного набору з 6 однакових зразків, 3 на аналітичному планшеті піддавали впливу флуоресцентних ламп денного світла протягом 14 з 24 годин. Аналітичний планшет з 3 зразками, що залишилися, для кожного дослідного зразка й контроль обкладали декількома шарами чорного пластику для запобігання потрапляння світла на дослідні плівки. Цей аналітичний планшет перебував у темряві протягом всіх 24 годин. Інкубація для обох наборів 17 UA 114187 C2 5 10 15 20 зразків проводилася при 21 °C і відносної вологості не менше 90 %. Після цього часу дослідні зразки змивали, кожний в 10 мл стерильної дистильованої води, і проводили підрахунок бактерій. Покриті золем діоксиду титану предметні скельця випробовували із застосуванням Staphylcoccus aureus ATCC 6538. Внаслідок гідрофільної природи покритих поверхонь (яка збільшується з підвищенням концентрації TiO2), раніше застосовуваний спосіб був модифікований. Було встановлено, що об'єм інокулята 0,1 мл, який використовується зазвичай занадто сильно розтікався на золі 4, через що його неможливо було фіксувати під покривним склом. Замість цього застосовували об'єм інокулята 0,05 мл, оскільки вважалося, що він кращий з компромісних варіантів для всіх 4 поверхонь золів. Для кожного з 6 дослідних зразків, 0,05 мл 5 суспензії дослідного організму (виготовленої таким чином, щоб містити приблизно 5 × 10 клітин в 0,05 мл) поміщали на покриту поверхню кожного з 6 однакових зразків і однакові предметні скельця (які використовувались як контрольні зразки, для яких, як уважається, антибактеріальна активність відсутня). Суспензію приводили в близький контакт із дослідними й контрольними поверхнями із застосуванням покривних скелець, розміром 20 мм × 20 мм. Для вимірювання в момент інокуляції, додатковий набір із трьох контрольних зразків інокулювали й відразу ж змивали, кожний в 10 мл стерильного розчину нейтралізатора, після чого здійснювали підрахунок мікробів, для визначення числа бактерій у нульовий момент часу. Як описано вище, зразки кожного із золів діоксиду титану піддавали впливу світла, 3 поміщали в темряву, слідом за цим здійснювали підрахунок бактерій. Визначене число бактерій (показане як середнє геометричне), а також антибактеріальна активність (наведена у вигляді десяткового логарифма), подані в Таблиця від 8 до 10. Розрахунки антибактеріальної активності й фотокаталітичної антибактеріальної активності проводилися так само, як описано в прикладі 7. 25 Таблиця 8 Результат випробувань антибактеріальної активності: Фарби від 1 до 3 Антибактеріальна активність Середнє число бактерій Зразок Контроль Фарба 1 Фарба 2 Фарба 3 вихідне 5 (× 10 ) 5,4 5,4 5,4 5,4 14/24 год. світло 5 3,1×10 5 2,7×10 5 2,6×10 5 5 2,6×10 ×10 24 год. темрява 5 3,2×10 5 3,1×10 5 2,9×10 5 2,8×10 14/24 год. світло -0,06 0,08 0,08 Фотокаталітична антибактеріальна активність 24 год. темрява -0,01 0,04 0,06 -0,05 0,04 0,02 Таблиця 9 Результат випробувань антибактеріальної активності: Фарби від 4 до 6 Антибактеріальна активність Середнє число бактерій Зразок Контроль Фарба 4 Фарба 5 Фарба 6 вихідне 5 (× 10 ) 6,1 6,1 6,1 6,1 14/24 год. світло 5 5,4×10 5 1,9×10 5 1,9×10 5 3,3×10 24 год. темрява 5 5,8×10 5 4,5×10 5 5,5×10 5 5,2×10 18 14/24 год. світло -0,45 0,45 0,21 24 год. темрява -0,11 0,02 0,05 Фотокаталітична антибактеріальна активність -0,34 0,43 0,16 UA 114187 C2 Таблиця 10 Результат випробувань антибактеріальної активності: Золі SA Антибактеріальна активність Середнє число бактерій Зразок Контроль Золь 1 Золь 2 Золь 3 Золь 4 5 10 15 20 25 30 35 40 45 вихідне 5 (× 10 ) 6,2 6,2 6,2 6,2 6,2 14/24 год. світло 5 5,3×10 < 10 < 10 < 10 4,7 0,61 > 4,7 0,82 > 4,7 0,82 > 4,7 2,1 Фотокаталітична антибактеріальна активність -> 4,1 > 3,9 > 3,9 > 2,6 Використовувалися ті ж критерії для аналізу антибактеріальної активності, що й перераховані в Таблиці 4 у Прикладі 8. Звертаючись до Таблиць 8 і 9, покрита пластина продемонструвала лише дуже слабку антибактеріальну активність відносно S. aureus, як у темряві, так і при впливі світла флуоресцентної лампи денного світла, і тому значної фотокаталітичної активності не було продемонстровано. Однак звертаючись до Таблиці 10, усі 4 зразки золів продемонстрували чудову антибактеріальну активність на світлі флуоресцентної лампи денного світла. Золі 1-3 явно продемонстрували чудову фотокаталітичну антибактеріальну активність. Ступінь фотокаталітичної антибактеріальної активності золю 4 можна вважати гарною, принаймні, хоча дійсний ступінь фотокаталітичної активності не міг бути визначений, оскільки цей зразок також продемонстрував деяку антибактеріальну активність за відсутності світла. Приклад 10 Для вивчення стабільності покриттів, виготовлених із золів відповідно до заявленої й розкритої у даному документі концепції (концепцій) винаходу, золі діоксиду титану були приготовлені так само, як у Прикладі 1, але з наступними змінами. Два золі були приготовлені без нейтралізації й містили 34 ваг. % діоксиду титану й 15 ваг. % і 18 ваг. % диетиламіну, відповідно. Фігура 10 є графіком залежності в'язкості від часу для цих ненейтралізованих золів, і показує, що застосування 18 ваг. % диетиламіну приводить до більш високої стабільності в порівнянні із золем, що містять 15 ваг. % диетиламіну. Ще чотири золі, що також містять 34 ваг. % діоксиду титану, були приготовлені із проведенням нейтралізації. Перший нейтралізований золь містив 15 ваг. % диетиламіну й був нейтралізований сумішшю фосфорної кислоти й оцтової кислоти з ваговим співвідношенням 1:1. Другий нейтралізований золь містив 15 ваг. % диетиламіну й був нейтралізовано 100 % фосфорною кислотою. Третій нейтралізований золь містив 18 ваг. % диетиламіну й був нейтралізований сумішшю фосфорної кислоти й оцтової кислоти з ваговим співвідношенням 1:1. Четвертий нейтралізований золь містив 18 ваг. % диетиламіну й був нейтралізовано 100 % фосфорною кислотою. Кожний із золів був також промитий демінералізованою водою. Фігура 11 є графіком залежності в'язкості від часу для цих нейтралізованих золів. Фігура 11 показує, що стабільність значно вище для 15 % диетиламіну з нейтралізацією із застосуванням 100 % фосфорної кислоти в порівнянні з нейтралізацією сумішшю 1:1 за вагою фосфорної кислоти й оцтової кислоти. Фігура 11 також показує, що золі, які містять 18 ваг. % диетиламіну, є більш стійкими, ніж золі, що містять 15 ваг. % диетиламіну, і що самим стійким є золь, який містить 18 ваг. % диетиламіну й нейтралізований 100 % фосфорною кислотою. Приклад 11 Для вивчення стабільності покриттів, виготовлених із золів відповідно до заявленої й розкритої у даному документі концепції (концепцій) винаходу, золі діоксиду титану були приготовлені так само, як у Прикладі 1, але з наступними змінами. Чотири золі були приготовлені без нейтралізації й містили 34 ваг. % діоксиду титану. Перший золь містив 15 ваг. % диетиламіну й був промитий демінералізованою водою, зі вмістом кальцію 71 м. ч. і вмістом натрію менше 13 м. ч. Другий золь містив 18 ваг. % диетиламіну й також був промитий демінералізованою водою зі вмістом кальцію 71 м. ч. і вмістом натрію менше 13 м. ч. Третій золь містив 15 ваг. % диетиламіну й був промитий водопровідною водою зі вмістом кальцію 2535 м. ч. і вмістом натрію 23 м. ч. Четвертий золь містив 18 ваг. % диетиламіну й був також промитий водопровідною водою зі вмістом кальцію 2535 м. ч. і вмістом натрію 23 м. ч. Фігура 12 19 UA 114187 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 є графіком залежності в'язкості для кожного із золів після промивання. Фігура 12 показує, що стабільність значно збільшується для золів, які містять як для 15 ваг. % диетиламіну, так для 18 ваг. % диетиламіну при промиванні демінералізованою водою, у порівнянні із промиванням водопровідною водою. Приклад 12 Для вивчення фотокаталітичної активності покриттів, виготовлених із золів відповідно до заявлених й розкритих у даному документі концепцій винаходу, тонкий шар нейтралізованого золю діоксиду титану із Прикладу 1 (що має вагове співвідношення фосфорної кислоти й оцтової кислоти 1:1), розведений водою до утворення 10 ваг. % золю діоксиду титану, був 2 нанесений на бетонну стіну (приблизно 16 л 10 % золю діоксид аттана на площу 135 м ), розташовану в районі Camden-London, Англія. (Координати по GPS 51,518904 N і 0120685 W). З 15 хвилинними інтервалами вимірювалися вмісти NO і NO 2, а також швидкість вітру, напрямок вітру, температура й вологість. Вміст NO і NO 2 вимірювали на відстані датчика від стіни 15 см. До нанесення на бетонну стіну золю діоксиду титану, вимірювання базової лінії вмісту NO і NO 2 проводили в рік 1 для місяців від вересня до грудня. Слідом за зміною базової лінії, бетонна стіна була покрита, як описано вище, і вимірювання вмісту NO і NO2 проводили в рік 2 для місяців від вересня до грудня. Потім бетонна стіна була покрита деревом, яке закриває покриття золю діоксиду титану, і вимірювання вмісту NO і NO 2 проводили в рік 3 для місяців від вересня до грудня. Фігури 13 і 14 демонструють порівняння кількостей NO і NO 2 у базовій лінії з отриманими для бетонної стіни, покритої нейтралізованим золем діоксиду титану, і з отриманими для бетонної стіни, покритої деревом. Порівняння показує дані щодо вмісту NO і NO2, визначені щогодини кожного дня тижня для місяців вересня, жовтня й грудня для років 1, 2 і 3, відповідно. Дані для листопада в кожний із трьох років не використовували, тому що рівні NO і NO2 були винятково низькими в цьому в інших прилеглих районах, що вказує на присутність іншого фактора, який впливає на рівень NO і NO 2 у цьому місяці. Порівняння також містить у собі дані щодо вмісту NO і NO2 тільки у випадках, коли швидкість вітру не перевищувала 1,3 м/с. Фігури 13 і 14 показують, що покриття бетонної стіни золем діоксиду титану приводять до значного видалення NO x у порівнянні з базовою лінією. Фігури 13 і 14 також показують, що при розміщенні дерева поверх покриття на наступний рік, рівні NO x в основному повернулися до рівнів базової лінії, таким чином, демонструючи ефективність покриття золем діоксиду титану для відновлення NO x. Таким чином, було показано й продемонстроване, що золі наночасточок діоксиду титану можуть бути приготовлені, і такі золі можуть бути застосовні для забезпечення прозорих фотокаталітичних самоочисних покриттів на субстрати, які видаляють забруднення, є стійкими до забруднень і є антибактеріальними й/або антигрибковими/антимікробними. Усі документи, включаючи патентні заявки й публікації, процитовані в даному документі, включаються до даного документу у своїй повноті для всіх цілей у тому ж об'ємі, як якби кожна публікація або патент або патентна заявка була спеціально й окремо зазначена як включена за допомогою посилання в її повноті для всіх цілей. Багато модифікацій і зміни розкритих і заявлених у даному документі концепцій винаходи можуть бути зроблені не відступаючи від їхньої суті й обсягу розгляду, як буде ясно фахівцям у даній галузі техніки. Специфічні варіанти здійснення, описані в даному документі, пропонуються лише як приклади і заявлені й розкриті в даному документі концепції винаходу можуть бути обмеженими лише прикладеною формулою, а також повним колом еквівалентів, до яких дана формула може бути застосованою. 45 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 50 55 1. Спосіб приготування нейтрального, стабільного й прозорого золю фотокаталітичного діоксиду титану, який передбачає наступні стадії: (1) проведення реакції водного гелю діоксиду титану з лужним пептизуючим агентом для одержання пептизованого лужного золю діоксиду титану; (2) нейтралізація пептизованого лужного золю діоксиду титану кислотою, яка містить фосфорну кислоту, з отриманням нейтрального стабільного і прозорого золю фотокаталітичного діоксиду титану, який містить кристали анатазу. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що кислота на стадії (2) додатково містить оцтову кислоту. 3. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що лужний пептизуючий агент вибирають із групи, яка складається з алкіламіну, четвертинного гідроксиду амонію та їх комбінацій. 20 UA 114187 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 4. Спосіб за п. 3, який відрізняється тим, що лужний пептизуючий агент присутній у нейтральному, стабільному й прозорому золі фотокаталітичного діоксиду титану в кількості принаймні 7 мас. %, відносно загальної маси лужного пептизуючого агента й діоксиду титану. 5. Спосіб за п. 4, який відрізняється тим, що нейтральний, стабільний і прозорий золь фотокаталітичного діоксиду титану містить діоксид титану в діапазоні від 0,5 до 20 мас. %. 6. Спосіб за п. 4, який відрізняється тим, що нейтральний, стабільний і прозорий золь фотокаталітичного діоксиду титану містить діоксид титану в діапазоні від 30 до 40 мас. %. 7. Спосіб за п. 3, який відрізняється тим, що лужний пептизуючий агент присутній у нейтральному, стабільному й прозорому золі фотокаталітичного діоксиду титану в кількості принаймні 18 мас. %, відносно загальної маси лужного пептизуючого агента й діоксиду титану. 8. Спосіб за п. 7, який відрізняється тим, що пептизований лужний золь діоксиду титану нейтралізують комбінацією фосфорної кислоти й оцтової кислоти; у якому масові співвідношення фосфорної кислоти до оцтової кислоти перебувають в діапазоні від 0,8:1 до 1,2:1, і в якому фосфорну кислоту й оцтову кислоту одночасно додають до пептизованого лужного золю діоксиду титану. 9. Спосіб за п. 8, який відрізняється тим, що нейтральний, стабільний і прозорий золь фотокаталітичного діоксиду титану містить діоксид титану в діапазоні від 0,5 до 20 мас. %. 10. Спосіб за п. 8, який відрізняється тим, що нейтральний, стабільний і прозорий золь фотокаталітичного діоксиду титану містить діоксид титану в діапазоні від 30 до 40 мас. %. 11. Спосіб за п. 3, який відрізняється тим, що алкіламін є діетиламіном. 12. Спосіб за п. 3, який відрізняється тим, що четвертинний гідроксид амонію є гідроксидом тетраметиламонію. 13. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що нейтральний, стабільний і прозорий золь фотокаталітичного діоксиду титану містить кристаліти діоксиду титану, які мають середній розмір часток, менший ніж 50 нм, принаймні 90 % яких перебувають у формі анатазу. 14. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що у ньому нейтральний, стабільний і прозорий золь фотокаталітичного діоксиду титану допують металом, причому метал вибирають із групи, яка складається з Ag, Zn, Mg, Sn, Fe, Co, Ni, Se, Се, Сu та їх комбінацій. 15. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що нейтральний, стабільний і прозорий золь фотокаталітичного діоксиду титану промивають демінералізованою водою таким чином, щоб концентрація іонів кальцію була меншою ніж 71 мільйонна частка й концентрація іонів натрію була меншою ніж 13 мільйонних часток в отриманому промитому нейтральному, стабільному й прозорому золі фотокаталітичного діоксиду титану, і в якому провідність фільтрату рівна 500 мкСм або менше. 16. Спосіб за п. 15, який відрізняється тим, що в'язкість промитого нейтрального, стабільного й прозорого золю фотокаталітичного діоксиду титану становить менше ніж 100 сантипуаз після принаймні 4 тижнів за кімнатної температури. 17. Спосіб приготування нейтрального, стабільного й прозорого золю фотокаталітичного діоксиду титану, який передбачає: (1) осаджування водного діоксиду титану з розчину, який містить титановмісну сполуку, для утворення часток діоксиду титану; (2) утворення дисперсії часток діоксиду титану у водному середовищі; (3) обробку дисперсії лужним пептизуючим агентом для одержання пептизованого лужного золю діоксиду титану; (4) нейтралізацію пептизованого лужного золю діоксиду титану комбінацією фосфорної кислоти та оцтової кислоти з одержанням результуючого нейтрального, стабільного й прозорого золю фотокаталітичного діоксиду титану, який містить кристали анатазу. 18. Спосіб за п. 17, який відрізняється тим, що титановмісну сполуку вибирають із групи, яка складається з алкоксиду титану, оксихлориду титану, сульфату титану, оксинітрату титану, ацетилацетонату титанилу та їх комбінацій. 19. Спосіб за п. 18, який відрізняється тим, що титановмісна сполука є сульфатом титану, і який також передбачає стадію обробки розчину сульфату титану іонообмінною смолою для деіонізації розчину перед використанням розчину сульфату титану на стадії осаджування водного діоксиду титану. 20. Спосіб за п. 17, який відрізняється тим, що титановмісну сполуку обробляють основним хелатуючим агентом перед осаджуванням водного діоксиду титану, причому основний хелатуючий агент вибирають із групи, яка складається з діалканоламіну, триалканоламіну та їх комбінацій. 21. Спосіб за п. 17, який відрізняється тим, що лужний пептизуючий агент є моно-, ді- або триалкіламіном. 21 UA 114187 C2 5 10 15 20 25 30 35 22. Спосіб за п. 21, який відрізняється тим, що моно-, ді- або триалкіламін вибирають із групи, яка складається із трет-бутиламіну, триетиламіну, діетиламіну, ізопропіламіну, діізопропілетиламіну, ізобутиламіну, ізоаміламіну та їх комбінацій. 23. Спосіб за п. 17, який відрізняється тим, що лужний пептизуючий агент є гідроксидом четвертинного амонію. 24. Спосіб за п. 23, який відрізняється тим, що гідроксид четвертинного амонію є гідроксидом тетраалкіламонію. 25. Спосіб за п. 17, який відрізняється тим, що нейтральний, стабільний і прозорий золь фотокаталітичного діоксиду титану містить кристаліти діоксиду титану, які мають середній розмір часток, менший ніж 10 нм, принаймні 90 % яких перебувають у формі анатазу. 26. Нейтральний, стабільний і прозорий золь фотокаталітичного діоксиду титану, утворений з лужного золю діоксиду титану, який є пептизованим і нейтралізованим, з використанням способу за будь-яким з пунктів 1, 2-24, 25. 27. Промитий нейтральний, стабільний і прозорий золь фотокаталітичного діоксиду титану, утворений шляхом промивання нейтрального, стабільного й прозорого золю фотокаталітичного діоксиду титану за п. 26 демінералізованою водою таким чином, щоб концентрація іонів кальцію становила менше ніж 71 мільйонна частка й концентрація іонів натрію була меншою ніж 13 мільйонних часток у промитому нейтральному, стабільному й прозорому золі фотокаталітичного діоксиду титану. 28. Промитий нейтральний, стабільний і прозорий золь фотокаталітичного діоксиду титану за п. 27, який відрізняється тим, що в'язкість його становить менше ніж 100 сантипуаз після принаймні 4 тижнів за кімнатної температури. 29. Нейтральний, стабільний і прозорий золь фотокаталітичного діоксиду титану за п. 26, який відрізняється тим, що допований металом, причому метал вибраний із групи, яка складається з Ag, Zn, Mg, Sn, Fe, Co, Ni, Se, Се, Сu та їх комбінацій. 30. Структура із шаром, що містять діоксид титану, яка містить: субстрат; і шар, який містить діоксид титану у формі анатазу, на поверхні субстрату, причому прозорість шару, що містить діоксид титану, на довжинах хвиль видимого світла 400-700 нм, становить від 65 до 95 %, і шар, який містить діоксид титану, утворений з нейтрального, стабільного й прозорого золю фотокаталітичного діоксиду титану, отриманого за способом за п. 1, причому товщина шару, який містить діоксид титану, становить 0,1-1,5 мкм. 31. Медичний пристрій, який має покриття принаймні на частині поверхні, причому покриття містить антибактеріальну композицію, що містить нейтральний, стабільний та прозорий золь фотокаталітичного діоксиду титану, виготовлений способом за п. 1. 22 UA 114187 C2 23 UA 114187 C2 24 UA 114187 C2 25 UA 114187 C2 26 UA 114187 C2 27 UA 114187 C2 28