氧化鈦光催化材料的世界專利申請情況綜述

摘 要：通過在專利庫中進(jìn)行檢索，對納米氧化鈦光催化材料進(jìn)行介紹，綜述納米氧化鈦光催化材料逐年申請量、各國的專利申請量以及中國該領(lǐng)域?qū)＠F(xiàn)狀。由于中國對知識產(chǎn)權(quán)的愈發(fā)重視，中國在該領(lǐng)域的專利申請量達(dá)世界之首，而國內(nèi)該領(lǐng)域的研發(fā)又以高校為主要單位。

關(guān)鍵詞：納米氧化鈦；光催化；專利

中圖分類號：TQ 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

Patent Review of nano TiO2 Photocatalysis

CHEN Bing-zheng

ZHU Jing

（Patent Examination Cooperation Center of the Patent Office SIPO Guangzhou Guangdong 510530 China）

Abstract.： This papers reviews the recent patents about the research progress and the developmental trend of the photocatalysis of TiO2. As more and more attention to intellectual property rights in China， China has the largest patent applications number of the world.

Keywords： Nano； Titania； photocatalysis； Patent

納米半導(dǎo)體材料在光的照射下，通過把光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，促進(jìn)化合物的合成或使化合物（有機物、無機物）降解的過程稱之為光催化。目前廣泛研究的半導(dǎo)體光催化劑大多數(shù)都屬于寬禁帶的n型半導(dǎo)體化合物，如CdS、SnO2、TiO2、ZnO、ZnS、PbS、MoO3、SrTiO3、V2O5、WO3和MoSi2等。這些半導(dǎo)體中TiO2、CdS和ZnO的催化活性最高，但CdS、ZnO在光照射時不穩(wěn)定，因為光陽極腐蝕而產(chǎn)生Cd2+、Zn2+，這些離子對生物有毒性，對環(huán)境有害。TiO2光催化材料是當(dāng)前最有應(yīng)用潛力的一種光催化劑。它的優(yōu)點是：光照后不發(fā)生光腐蝕，耐酸堿性好，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，對生物無毒性；來源豐富，世界年消費量為350萬噸，能隙較大，產(chǎn)生光生電子和空穴的電勢電位高，有很強的氧化性和還原性；另外，TiO2為白色粉末，根據(jù)需要，可制成白色或無色塊體和薄膜。所以半導(dǎo)體光催化主要集中于TiO2，近十幾年來，對TiO2等半導(dǎo)體納米粒子的光催化性質(zhì)研究表明，將TiO2等制備為納米級的粒子具有相對較高的光催化活性[1-4]。

1、納米氧化鈦光催化材料的檢索準(zhǔn)備

根據(jù)數(shù)據(jù)庫收集的文獻(xiàn)量及分布特點選擇如下的專利庫進(jìn)行檢索，其中中文專利數(shù)據(jù)庫選擇CNABS數(shù)據(jù)庫（中文專利文摘數(shù)據(jù)庫，China Patent Abstract Database，以下簡稱CNABS），該數(shù)據(jù)庫收錄了1985年至今全部的發(fā)明、實用新型、外觀設(shè)計等中國專利文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫，是首選的中國專利文摘數(shù)據(jù)庫；外文專利數(shù)據(jù)庫選擇DWPI數(shù)據(jù)庫（德溫特世界專利索引數(shù)據(jù)庫，Derwent World Patents Index，簡稱DWPI），該數(shù)據(jù)庫是湯姆森科技公司開發(fā)的商業(yè)數(shù)據(jù)庫，涵蓋了各技術(shù)領(lǐng)域，提供各種分類的信息，同時人工改寫了摘要等信息，收錄了1948年至今的包括八國二組織在內(nèi)的45個國家和組織的專利文獻(xiàn)。考慮到所分析主題的特點，采用了以關(guān)鍵詞（納米/nano+ and 氧化鈦/Titania/TiO2/titanium oxide and 光催化/photocatal+）為主，專利分類號B01J21為輔的檢索方式。

2、納米氧化鈦材料專利申請趨勢分析

DWPI數(shù)據(jù)庫具有擇優(yōu)收錄的特點，根據(jù)納米氧化鈦光催化材料的檢索結(jié)果，選擇在DWPI數(shù)據(jù)庫中對世界專利申請趨勢進(jìn)行統(tǒng)計，按申請年對檢索結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計，結(jié)果如圖 1所示。從圖中可以看出，在世界范圍內(nèi)納米氧化鈦光催化材料的申請量逐年增加，這表明了世界各國對納米氧化鈦光催化材料的重視，隨著科技的不斷進(jìn)步，對納米氧化鈦光催化材料的研究也更加廣泛。

圖 1 關(guān)于納米氧化鈦光催化材料的世界專利申請趨勢

Fig. 1 Patent applications of nano TiO2 photocatalytic materials of the world

將檢索獲得的結(jié)果按申請國家進(jìn)行統(tǒng)計分析，結(jié)果如圖 2所示。通常情況下，專利申請量與該國對該技術(shù)領(lǐng)域的研發(fā)的重視程度和技術(shù)實力，中國雖然不是最先研發(fā)納米氧化鈦光催化材料的國家，但從圖 2的統(tǒng)計結(jié)果顯示其在納米氧化鈦光催化材料上的專利申請數(shù)量遠(yuǎn)多于其他國家，可見隨著中國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，中國科技實力的逐年進(jìn)步，并且隨著中國對知識產(chǎn)權(quán)的越加重視，在納米氧化鈦光催化材料方法的科研投入已然排在世界的前列。而采用SIPOABS數(shù)據(jù)庫（世界專利文摘數(shù)據(jù)庫）并按國家進(jìn)行統(tǒng)計（本文未給出統(tǒng)計數(shù)據(jù)），各國在納米TiO2光催化材料的專利數(shù)量的趨勢與圖2中大致相同，中國的專利數(shù)據(jù)仍然遠(yuǎn)多于其他國家，并且與圖2相比多的更多。但我們知道，中國對于知識產(chǎn)權(quán)起步較晚，并不是專利數(shù)量越多就說明該領(lǐng)域技術(shù)更強大，但也可以看出中國在此方面的逐漸進(jìn)步，其他國家也無法忽視該進(jìn)步。除了中國以外，從表中也可以看出納米氧化鈦光催化材料的研究在美國、日本、韓國和歐洲也受到相當(dāng)程度的重視。

圖 2 關(guān)于納米氧化鈦光催化材料的各國專利申請情況

Fig. 2 National patent application of nano TiO2 photocatalytic materials

在CNABS中對關(guān)于納米氧化鈦光催化材料的逐年申請量進(jìn)行統(tǒng)計，結(jié)果如圖 3所示，1996年以來，中國在納米氧化鈦光催化領(lǐng)域的專利申請量從個位數(shù)逐年增加，并保持著不斷上升的趨勢。這說明納米鈦光催化材料在中國的研究不斷增長，這于近幾十年中國經(jīng)濟不斷發(fā)展和科技不斷進(jìn)步是分不開的。

圖 3 中國在納米氧化鈦光催化材料領(lǐng)域逐年專利申請趨勢

Fig. 3 nano TiO2 photocatalytic materials yearly trends of Chinese patent

此外，對申請人進(jìn)行統(tǒng)計，結(jié)果如圖4所示，從圖 4可以看出，目前中國納米鈦光催化材料領(lǐng)域的主要申請為高校申請，其中浙江大學(xué)在這方面的申請量最高，對浙江大學(xué)發(fā)明人進(jìn)行統(tǒng)計，其中申請量最多的發(fā)明人為浙江大學(xué)吳忠標(biāo)、吳進(jìn)明和韓高榮等課題組，他們主要的研究方向為薄膜、納米線等不同形貌納米氧化鈦材料的制備、氧化鈦的摻雜或復(fù)合氧化鈦材料的制備、以及納米氧化鈦光催化材料在氣體凈化等方面的應(yīng)用。他們同時在國際重要SCI 期刊上發(fā)表數(shù)量和質(zhì)量可觀的相關(guān)論文，可見浙江大學(xué)在納米氧化鈦光催化領(lǐng)域在國內(nèi)處于領(lǐng)先的地位。

圖 4 中國在納米氧化鈦光催化材料領(lǐng)域的主要申請人數(shù)量統(tǒng)計

Fig. 4 The number of patents about nano TiO2 photocatalytic materials of the applicants in China

3、結(jié)束語

由于中國對知識產(chǎn)權(quán)越來越重視，從專利數(shù)量上看，中國TiO2光催化劑方面的專利申請量已經(jīng)遙遙領(lǐng)先于其他國家，雖然專利數(shù)量并不代表該領(lǐng)域的技術(shù)實力，然而，卻也從一定程度上說明了中國在TiO2光催化應(yīng)用領(lǐng)域方面技術(shù)的不斷進(jìn)步，已經(jīng)不容其他國家的忽視。而隨著科技的發(fā)展以及對知識產(chǎn)權(quán)的愈發(fā)重視，中國在該領(lǐng)域的專利申請數(shù)量以及質(zhì)量上應(yīng)該都會有更好的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 高濂，鄭珊，張青紅著.納米氧化鈦光催化材料及應(yīng)用[M]. 2002年12月第1版 北京：化學(xué)工業(yè)出版社-材料科學(xué)與工程出版社中心，2002， 1-22.

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[3] 劉瑩，王向宇.納米二氧化鈦光催化材料研究新進(jìn)展[J].《化工中間體》，2005年，5（1）：6-10.

[4] 張燁.納米二氧化鈦光催化技術(shù)在環(huán)境科學(xué)中的應(yīng)用[J].《大理學(xué)院學(xué)報》，2006年，5（4）：57-60.

作者介紹：姓名：陳秉政，單位：國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作廣東中心，郵政編碼：510530。