氧化鈦光催化材料的世界專利申請情況綜述

摘 要：通過在專利庫中進行檢索，對納米氧化鈦光催化材料進行介紹，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域專利現狀。由于中國對知識產權的愈發重視，中國在該領域的專利申請量達世界之首，而國內該領域的研發又以高校為主要單位。

關鍵詞：納米氧化鈦；光催化；專利

中圖分類號：TQ 文獻標志碼：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

納米半導體材料在光的照射下，通過把光能轉化為化學能，促進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體光催化劑大多數都屬于寬禁帶的n型半導體化合物，如CdS、SnO2、TiO2、ZnO、ZnS、PbS、MoO3、SrTiO3、V2O5、WO3和MoSi2等。這些半導體中TiO2、CdS和ZnO的催化活性最高，但CdS、ZnO在光照射時不穩定，因為光陽極腐蝕而產生Cd2+、Zn2+，這些離子對生物有毒性，對環境有害。TiO2光催化材料是當前最有應用潛力的一種光催化劑。它的優點是：光照后不發生光腐蝕，耐酸堿性好，化學性質穩定，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，根據需要，可制成白色或無色塊體和薄膜。所以半導體光催化主要集中于TiO2，近十幾年來，對TiO2等半導體納米粒子的光催化性質研究表明，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備

根據數據庫收集的文獻量及分布特點選擇如下的專利庫進行檢索，其中中文專利數據庫選擇CNABS數據庫（中文專利文摘數據庫，China Patent Abstract Database，以下簡稱CNABS），該數據庫收錄了1985年至今全部的發明、實用新型、外觀設計等中國專利文獻數據庫，是首選的中國專利文摘數據庫；外文專利數據庫選擇DWPI數據庫（德溫特世界專利索引數據庫，Derwent World Patents Index，簡稱DWPI），該數據庫是湯姆森科技公司開發的商業數據庫，涵蓋了各技術領域，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的45個國家和組織的專利文獻。考慮到所分析主題的特點，采用了以關鍵詞（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數據庫具有擇優收錄的特點，根據納米氧化鈦光催化材料的檢索結果，選擇在DWPI數據庫中對世界專利申請趨勢進行統計，按申請年對檢索結果進行統計，結果如圖 1所示。從圖中可以看出，在世界范圍內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，隨著科技的不斷進步，對納米氧化鈦光催化材料的研究也更加廣泛。

圖 1 關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

將檢索獲得的結果按申請國家進行統計分析，結果如圖 2所示。通常情況下，專利申請量與該國對該技術領域的研發的重視程度和技術實力，中國雖然不是最先研發納米氧化鈦光催化材料的國家，但從圖 2的統計結果顯示其在納米氧化鈦光催化材料上的專利申請數量遠多于其他國家，可見隨著中國經濟的不斷發展，中國科技實力的逐年進步，并且隨著中國對知識產權的越加重視，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數據庫（世界專利文摘數據庫）并按國家進行統計（本文未給出統計數據），各國在納米TiO2光催化材料的專利數量的趨勢與圖2中大致相同，中國的專利數據仍然遠多于其他國家，并且與圖2相比多的更多。但我們知道，中國對于知識產權起步較晚，并不是專利數量越多就說明該領域技術更強大，但也可以看出中國在此方面的逐漸進步，其他國家也無法忽視該進步。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程度的重視。

圖 2 關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中對關于納米氧化鈦光催化材料的逐年申請量進行統計，結果如圖 3所示，1996年以來，中國在納米氧化鈦光催化領域的專利申請量從個位數逐年增加，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濟不斷發展和科技不斷進步是分不開的。

圖 3 中國在納米氧化鈦光催化材料領域逐年專利申請趨勢

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

此外，對申請人進行統計，結果如圖4所示，從圖 4可以看出，目前中國納米鈦光催化材料領域的主要申請為高校申請，其中浙江大學在這方面的申請量最高，對浙江大學發明人進行統計，其中申請量最多的發明人為浙江大學吳忠標、吳進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用。他們同時在國際重要SCI 期刊上發表數量和質量可觀的相關論文，可見浙江大學在納米氧化鈦光催化領域在國內處于領先的地位。

圖 4 中國在納米氧化鈦光催化材料領域的主要申請人數量統計

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

3、結束語

由于中國對知識產權越來越重視，從專利數量上看，中國TiO2光催化劑方面的專利申請量已經遙遙領先于其他國家，雖然專利數量并不代表該領域的技術實力，然而，卻也從一定程度上說明了中國在TiO2光催化應用領域方面技術的不斷進步，已經不容其他國家的忽視。而隨著科技的發展以及對知識產權的愈發重視，中國在該領域的專利申請數量以及質量上應該都會有更好的發展。

參考文獻

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

[2] 李紅娟， 何唯平.納米二氧化鈦分散性能與光催化活性研究[J].《涂料工業》，2010年，40（1）：24-28.

[3] 劉瑩，王向宇.納米二氧化鈦光催化材料研究新進展[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在環境科學中的應用[J].《大理學院學報》，2006年，5（4）：57-60.

作者介紹：姓名：陳秉政，單位：國家知識產權局專利局專利審查協作廣東中心，郵政編碼：510530。