发明创造名称：一种掺杂碳原子的二氧化钛光触媒及其制备方法
外观设计名称：
决定号：186053
决定日：2019-08-01
委内编号：1F253441
优先权日：
申请（专利）号：201610103803.9
申请日：2016-02-25
复审请求人：深圳市飘爱健康科技有限公司
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：林丹丹
合议组组长：代玲莉
参审员：万红波
国际分类号：B01J21/18
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：如果权利要求的技术方案与最接近现有技术相比具有区别技术特征，但是现有技术整体上存在将该区别技术特征引入而获得权利要求请求保护的技术方案的技术启示，而且，所得到的技术方案的技术效果可以预期，那么，该权利要求不具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201610103803.9，发明名称为“一种掺杂碳原子的二氧化钛光触媒及其制备方法”的发明专利申请（下称“本申请”）。本申请的申请人为深圳市飘爱健康科技有限公司，申请日为2016年2月25日，公开日为2016年5月4日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2018年4月9日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：权利要求1-3不具备专利法第22条第3款规定的创造性。驳回决定所依据的文本为：申请人于2017年12月5日提交的权利要求第1-3项(即第1页)，以及其于申请日2016年2月25日提交的说明书第1-45段（即第1-6页）和说明书摘要。驳回决定中引用了以下对比文件:
对比文件1：CN103878009A，公开日为2014年6月25日；
对比文件2：CN105344343A，公开日为2016年2月24日。
驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种掺杂碳原子的二氧化钛光触媒，其特征在于，以质量百分比计，由以下组分组成，掺杂碳原子的纳米级二氧化钛0.5～10％，分散剂0.1～5％，粘接剂0.1～5％，余量为水；所述纳米级二氧化钛的粒径小于30nm，晶型为锐钛矿型、金红石型中的一种或两种；所述二氧化钛光触媒由以下方法制备：1)将纳米级二氧化钛置于二氧化碳气氛中微波处理，得到掺杂碳原子的纳米二氧化钛；2)超声分散步骤1)中得到的掺杂碳原子的纳米二氧化钛、分散剂、粘接剂和水，搅拌后，得到掺杂碳原子的二氧化钛光触媒；所述步骤1)中所述的微波处理，微波功率为500-5000W，微波时间2-60min；所述步骤2)中所述的超声分散超声功率为100-1500W，频率为40KHz，超声时间为10-30min；所述步骤2)中所述搅拌具体为在室温下以1500-1800r/min的搅拌速度搅拌30-60min。
2. 根据权利要求1所述的掺杂碳原子的二氧化钛光触媒，其特征在于，所述分散剂选自失水山梨醇脂肪酸酯、聚山梨酯、烷基胺盐、硫酸酯盐、磷酸酯盐、季铵盐、苯磺酸盐、聚氧乙烯、多元醇中的一种或几种。
3. 根据权利要求2所述的掺杂碳原子的二氧化钛光触媒，其特征在于，所述粘接剂选自聚四氟乙烯、羧甲基纤维素、硅酸钠、聚乙烯醇中的一种或几种。”
驳回决定认为：权利要求1-3相对于对比文件1和2以及本领域常规技术手段的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
申请人深圳市飘爱健康科技有限公司（下称“复审请求人”）对上述驳回决定不服，于2018年6月8日向国家知识产权局提出了复审请求，并提交了权利要求书的修改替换页（共2页6项），修改方式主要为：将原权利要求5和7的技术特征补入原权利要求1中形成新的权利要求1，相应调整其余权利要求的序号和引用关系。复审请求人认为：（1）本申请和对比文件1的光触媒原料不同：本申请采用碳掺杂二氧化钛，对比文件1采用氮掺杂二氧化钛，前者较后者具有更好的光催化活性和良好的稳定性；（2）本申请根据原材料的特性对超声频率进行限定，使得各物料在水介质中均匀分散，从而使最终光触媒材料具有均一而稳定的性质，对比文件1未公开该技术特征；（3）对比文件2中碳掺杂二氧化钛的制备方法与本申请不同，那么其呈现的特性也不能与本申请相提并论，不能给出技术启示。
提出复审请求时新修改的权利要求书如下：
“1. 一种掺杂碳原子的二氧化钛光触媒，其特征在于，以质量百分比计，由以下组分组成，掺杂碳原子的纳米级二氧化钛0.5～10％，分散剂0.1～5％，粘接剂0.1～5％，余量为水；
所述二氧化钛光触媒由以下方法制备：
1)将纳米级二氧化钛置于二氧化碳气氛中微波处理，得到掺杂碳原子的纳米二氧化钛；
2)超声分散步骤1)中得到的掺杂碳原子的纳米二氧化钛、分散剂、粘接剂和水，搅拌后，得到掺杂碳原子的二氧化钛光触媒；
其中，所述步骤2)中的超声分散超声功率为100-1500W，频率为40KHz，超声时间为10-30min。
2. 根据权利要求1所述的一种掺杂碳原子的二氧化钛光触媒，其特征在于，所述纳米级二氧化钛的粒径小于30nm，晶型为锐钛矿型、金红石型中的一种或两种。
3. 根据权利要求1或2所述的一种掺杂碳原子的二氧化钛光触媒，其特征在于，所述分散剂选自失水山梨醇脂肪酸酯、聚山梨酯、烷基胺盐、硫酸酯盐、磷酸酯盐、季铵盐、苯磺酸盐、聚氧乙烯、多元醇中的一种或几种。
4. 根据权利要求3所述的一种掺杂碳原子的二氧化钛光触媒，其特征在于，所述粘接剂选自聚四氟乙烯、羧甲基纤维素、硅酸钠、聚乙烯醇中的一种或几种。
5. 根据权利要求1所述的一种掺杂碳原子的二氧化钛光触媒，其特征在于，所述步骤1)中所述的微波处理，微波功率为500-5000W，微波时间2-60min。
6. 根据权利要求1所述的一种掺杂碳原子的二氧化钛光触媒，其特征在于，所述步骤2)中所述搅拌具体为在室温下以1500-1800r/min的搅拌速度搅拌30-60min。”
经形式审查合格，国家知识产权局依法受理了该复审请求，于2018年7月5日发出复审请求受理通知书，并将其转送至原审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见书中，认为：（1）对于稳定性的技术效果，本申请说明书中并没有任何实验验证；且从对比文件1公开的内容可知其取得的技术效果与本申请相当，而追求优异的催化性能是本领域的普遍追求，因此，对比文件1有改进动机；（2）对比文件1已经公开了超声，其目的亦是为了分散均匀，故合理选择超声频率、时间以及功率是本领域的常规技术手段；（3）对比文件2给出了碳掺杂二氧化钛在可见光区具有优异的光催化性能的技术启示，因此，本领域技术人员有动机替换对比文件1中的掺杂元素。结合驳回决定的理由，本申请不具备创造性。因而坚持驳回决定。
随后，国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
合议组于2019年5月30日向复审请求人发出复审通知书，其中引用了两篇公知常识证据（公知常识证据1’：纳米生物医药，余家会 等，上海：华东理工大学出版社，第22页，公开日为2011年12月31日；公知常识证据2’： 纳米二氧化钛的生产与应用，王杏 等，贵阳：贵州科技出版社，第46页，公开日为2014年7月31日），指出：权利要求1相对于对比文件1的区别为:（1）权利要求1的光触媒中采用的是掺杂碳原子的纳米级二氧化钛并限定用量，对比文件1采用的是掺杂氮原子的纳米级二氧化钛；（2）权利要求1在微波处理时采用二氧化碳作为掺杂气氛；并限定了超声分散的功率和频率。对于区别（1），对比文件2给出了利用碳掺杂来提高二氧化钛可见光催化性能的技术启示，而关于其他参数的选择，本领域技术人员基于本领域的常规手段和/或在对比文件1公开内容的基础上是能够合理确定的。对于区别（2），对比文件1公开了微波处理和超声分散步骤，而关于具体的工艺参数，本领域技术人员综合考虑效率和成本是能够合理确定的。因此，权利要求1相对于对比文件1和2以及本领域常规技术手段的结合不具备创造性。权利要求2-6的附加技术特征或被对比文件1公开，或为本领域的常规手段，因此，在其引用的权利要求不具备创造性的基础上，权利要求2-6亦不具备创造性。
对于复审请求人的意见陈述，合议组认为：（1）权利要求1和对比文件1的区别主要在于二氧化钛的掺杂元素不同，而本领域技术人员知晓在光触媒中起消除有害气体并可抑制杀灭细菌的作用的主体是二氧化钛，因此，在面对优化二氧化钛基光触媒性能的技术问题时，本领域技术人员有动机从二氧化钛入手，对其进行改性或掺杂以达到对可见光的利用和提高活性，不论是N掺杂还是C掺杂，其所基于的机理是相似的，因此，本领域技术人员有动机将对比文件2公开的碳掺杂二氧化钛替换对比文件1的氮掺杂二氧化钛。而对于复审请求人所述的碳掺杂较氮掺杂能使二氧化钛具有更高稳定性的技术效果，本申请说明书中并没有任何记载和实验验证，因此不予考虑；（2）对比文件1公开了超声分散步骤，而根据物料的结构和性质合理选择超声功率和频率是本领域的常规手段，其效果是容易预期的；（3）尽管对比文件2采用的方法与本申请不同，但其所得到的产品及其作用与本申请相同，二者所表现出的特性并无差别；在对比文件1公开的微波制备法的基础上，本领域技术人员根据工艺效果和成本选择不同的方法来得到同一产物是本领域的常规技术手段，其碳源的种类亦是本领域的常规选择。
复审请求人于2019年7月13日提交了意见陈述书，没有提交申请文件的修改。复审请求人认为：（1）碳掺杂较氮掺杂而言，不仅能多方面提升二氧化钛的可见光催化活性，还使得复合材料具有良好的催化稳定性，对比文件1不能实现提高稳定性的技术效果，且其也未公开制备过程的具体参数，如超声分散功率、频率等，而各参数的调整会影响技术方案的整体特性，因此不能通过常规调整得到；（2）对比文件2中碳掺杂二氧化钛的制备方法与本申请不同，那么其呈现的产品及其特性也不能与本申请相提并论，不能给出技术启示。
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，可以作出审查决定。
二、决定的理由
1、关于审查文本
复审程序中，复审请求人于2018年6月8日提交了权利要求书的修改替换页（共2页6项），经审查，所作修改符合专利法实施细则第61条第1款和专利法第33条的规定。本复审请求审查决定所针对的审查文本为：复审请求人于2018年6月8日提交的权利要求第1-6项(即第1-2页)，以及其于申请日2016年2月25日提交的说明书第1-45段（即第1-6页）和说明书摘要。
2、关于专利法第22条第3款
专利法22条第3款规定：创造性，是指与现有技术相比，该发明具有突出的实质性特点和显著的进步。
如果权利要求的技术方案与最接近现有技术相比具有区别技术特征，但是现有技术整体上存在将该区别技术特征引入而获得权利要求请求保护的技术方案的技术启示，而且，所得到的技术方案的技术效果可以预期，那么，该权利要求不具备创造性。
2.1、权利要求1请求保护一种掺杂碳原子的二氧化钛光触媒，对比文件1公开了一种空气净化用触媒的生产方法，并具体公开了(参见说明书实施例1)：将纳米级二氧化钛放入微波炉中，微波功率1000 瓦，在氮气气氛下升温至600℃并保温10分钟，取出渗氮的纳米二氧化钛呈淡黄色；在超声分散设备中，加入渗氮的纳米二氧化钛1KG（经换算，渗氮纳米级二氧化钛所占的质量比为10%）、十二烷基苯璜酸钠0.1KG、聚丙稀酰胺0.1KG、多聚磷酸钠0.05KG（相当于分散剂，经换算分散剂所占的质量比为2.5%，落在权利要求1中分散剂的数值范围“0.1-5%”之内）、硅酸钠0.1KG（相当于粘接剂，经换算粘接剂所占的质量比为1%，落在权利要求1中粘接剂的数值范围“0.1-5%”之内）、水8.65KG，超声分散20分钟（落在权利要求1的超声时间“10-30min”范围内），然后再加入到搅拌设备中，在室温下以1800转/分钟的搅拌速度搅拌30分钟，可以得到10KG空气净化用触媒产品。
权利要求1和对比文件1的区别在于：1)权利要求1的光触媒中采用的是掺杂碳原子的纳米级二氧化钛并限定用量，对比文件1采用的是掺杂氮原子的纳米级二氧化钛；2）权利要求1在微波处理时采用二氧化碳作为掺杂气氛；并限定了超声分散的功率和频率。基于上述区别，权利要求1实际解决的技术问题是：如何优化二氧化钛光触媒的性能。
对于区别1)：对比文件2公开了一种可见光响应的碳掺杂纳米二氧化钛催化剂的制备方法，与本申请技术领域相同，并具体公开了(参见说明书第[0019]段)：制备的可见光响应的碳掺杂纳米二氧化钛为锐钛矿晶型，具有较大的比表面积，非常高的结晶度，并且具有丰富的多孔结构，有利于反应物和产物的扩散以及对光的吸收利用物；具有很高的光催化活性，在可见光照射下，可以有效地催化降解空气和水中的有机污染物。可见，对比文件2公开了碳掺杂纳米二氧化钛，并且其在对比文件2中与在本申请中的作用相同，都是促进二氧化钛在可见光区产生有效吸收进而催化降解空气中的有机污染物，即对比文件2给出了相应的技术启示。因此，本领域技术人员为了优化二氧化钛光触媒的性能，有动机将对比文件2公开的碳掺杂纳米二氧化钛替换对比文件1中的氮掺杂的纳米二氧化钛，其效果是容易预期的。不仅如此，对比文件1实施例1公开了掺杂氮原子纳米级二氧化钛所占的质量比为10%，且其权利要求7还公开了掺杂氮原子纳米级二氧化钛所占的重量比可为2～20％；在此基础上，本领域技术人员根据可见光吸收效果和催化活性有动机在此基础上对碳掺杂纳米二氧化钛的用量进行合理调整，这经有限的常规试验是能够确定的。
对于区别2)，如前所述，对比文件1公开了将纳米级二氧化钛放入微波炉中，在氮气气氛中微波处理得到掺杂氮原子的纳米二氧化钛；即对比文件1也是采用微波处理方式，且基于氮掺杂的需要，其以氮气气氛作为氮源；而本领域公知为了得到碳掺杂二氧化钛，其同样可以采用如一氧化碳等气态碳源对二氧化钛进行碳掺杂（参见公知常识证据1’），在此基础上，为了获得碳掺杂纳米二氧化钛，本领域技术人员有动机采用微波处理技术并以含碳气相物料如二氧化碳作为碳源，其效果是能够预期的。此外，关于组分间的混合分散，对比文件1公开了在超声分散设备中，加入掺杂的纳米二氧化钛、分散剂、粘接剂和水，超声分散20min后，然后再加入到搅拌设备中，在室温下搅拌，即得到能在可见光区产生有效吸收的空气净化用触媒产品。在此基础上，本领域技术人员能够根据物料间的混合分散效果将超声功率和频率在合理范围内进行调整，其效果是容易预期的。
综上所述，在对比文件1的基础上结合对比文件2以及本领域的常规技术手段得到权利要求1要求保护的技术方案对本领域技术人员而言是显而易见的，权利要求1不具有突出的实质性特点，不符合专利法第22条第3款有关创造性的规定。
2.2、权利要求2-6分别对其引用的权利要求作了进一步限定，对比文件1还公开了（参见说明书第[0006]、[0008]-[0009]段）：纳米级二氧化钛粒径小于10纳米(落在权利要求2限定的数值范围“小于30nm”范围内)，其晶型为锐钛矿型、金红石型、混晶型、非晶型；粘接剂选自硅酸钠、聚乙烯醇、聚四氟乙烯、羧甲基纤维素中的一种或几种混合（即权利要求4的附加技术特征已被对比文件1公开）；分散剂选自烷基苯磺酸盐类(属于苯磺酸盐类)、硫酸酯盐类、磷酸酯盐类、胺盐类、季铵盐类、聚氧乙烯类、多元醇类中的一种或多种的混合物；而失水山梨醇酯脂肪酸酯、聚山梨酯、烷基胺盐及其组合也属于本领域常规使用的分散剂，本领域技术人员考虑分散效果和成本能够合理选择分散剂的种类，其能达到的技术效果也是可以预期的。如前所述，对比文件1公开了：微波功率1000瓦，在氮气气氛下升温至600℃并保温10分钟；以及在室温下以1800转/分钟的搅拌速度搅拌30分钟（即权利要求5和6的附加技术特征已被对比文件1公开）。
因此，在所引用的权利要求不具备创造性的基础上，权利要求2-6不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.3、对于复审请求人的意见陈述，合议组认为：
（1）本申请和对比文件1均涉及采用以掺杂二氧化钛为基料的光触媒，二者的区别主要在于二氧化钛的掺杂元素不同，而本领域技术人员知晓在光触媒中主要起消除甲醛、苯、甲苯、二甲苯、氨、TVOC等有害气体并可抑制杀灭细菌的作用的组分是二氧化钛，因此，本领域技术人员在面对优化二氧化钛基光触媒性能的技术问题时，有动机从二氧化钛入手，对其进行改性或掺杂以达到对可见光的利用和提高活性，这些方法包括氮掺杂、碳掺杂以及F、S元素等的掺杂改性等（参见公知常识证据2’），其所基于的机理主要是通过元素掺杂形成中间能带，起到窄化带隙能的作用以使二氧化钛能够吸收更多的可见光；具体而言，对比文件2公开了碳掺杂纳米二氧化钛，并且公开了其具有很高的光催化活性，在可见光照射下，可以有效地催化降解空气和水中的有机污染物（参见说明书第[0019]段）；可见对纳米二氧化钛进行碳掺杂在对比文件2中的作用与在本申请中的作用相同，那么，本领域技术人员为了优化二氧化钛光触媒的性能，有动机将对比文件2公开的碳掺杂二氧化钛替换对比文件1的氮掺杂二氧化钛。而对于复审请求人所述的碳掺杂较氮掺杂能使二氧化钛具有更高稳定性的技术效果，本申请说明书中并没有任何记载和实验验证，因此不予考虑。对于复审请求人提出的技术特征间的相互关联性，参照之前的评述可知，对比文件1同样是基于微波处理和超声分散工艺，且上述各段工艺的目标明确，相应的工艺效果对本领域技术人员而言具有很高的可预期性，合议组不否认各段工艺设计的关联性，但是该关联性的设计也是本领域技术人员根据实际情况容易分析得到的，如根据物料的结构和性质合理选择超声功率和频率是本领域的常规手段，其所带来的分散效果也是本领域技术人员能够合理预期的；（2）尽管对比文件2采用的方法与本申请不同，但其所得到的产品均是碳掺杂纳米二氧化钛，且碳掺杂可促进二氧化钛对可见光的响应，即对比文件2中碳元素在二氧化钛中的状态和所起到的作用与本申请相同，二者所表现出的特性并无差别；而根据工艺效果和成本选择不同的方法来得到同一产物是本领域的常规技术手段，对比文件1公开了将纳米级二氧化钛放入微波炉中，在氮气气氛中微波处理得到掺杂氮原子的纳米二氧化钛；即对比文件1也是采用微波处理方式，且基于氮掺杂的需要，其以氮气气氛作为氮源；而本领域公知为了得到碳掺杂二氧化钛，其同样可以采用如一氧化碳等气态碳源对二氧化钛进行碳掺杂（参见公知常识证据1’），在此基础上，为了获得碳掺杂纳米二氧化钛，本领域技术人员根据对比文件2的启示有动机采用微波处理技术并以含碳气相物料如二氧化碳作为碳源，其效果是能够预期的。由此可见，复审请求人的意见陈述不具备说服力。
基于上述事实和理由，合议组作出如下决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年4月9日对本申请作出的驳回决定。
如对本复审请求审查决定不服，根据专利法第41条第2款的规定，复审请求人可自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
郑重声明：本文版权归原作者所有，转载文章仅为传播更多信息之目的，如作者信息标记有误，请第一时间联系我们修改或删除，多谢。
