FOTOCATALISIS Tio2

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Fotocatálisis ambiental de interiores con Tio2 une2

Foto-catalizador es un término general para los materiales foto-semiconductores fotocatalíticos representados por dióxido de titanio a nano-escala.

El dióxido de Titanio es el mejor material para el tratamiento de contaminación ambiental en interiores.

Éste, bajo la acción de la luz, producirá una reacción fotocatalítica similar a la fotosíntesis, produciendo un radical hidroxilo libre y oxígeno activo con una fuerte capacidad oxidante. Tiene una fuerte función de foto-oxidación y reducción pudiéndose así oxidar.

Descompone varios compuestos orgánicos y algunas sustancias inorgánicas y hace que se destruyan las membranas celulares bacterianas y las proteínas de los virus. Mata las bacterias y descompone los contaminantes orgánicos. Desbarata también los contaminantes orgánicos en agua no contaminante [H2O] y dióxido de carbono [CO2].

Por lo tanto, tiene una fuerte esterilización, desodorización, resistencia al moho, anti-incrustantes, autolimpieza, eliminación de formaldehído fuertemente 90%, purificación del aire y fuerte degradación catalítica; reduciendo efectivamente los gases tóxicos y dañinos en el aire y puede matar una variedad de bacterias. Descompone y daña las toxinas liberadas por bacterias u hongos. También tiene las funciones de desodorización y anti-incrustantes.

El fotocatalizador de dióxido de nano-titanio, en contacto con el dióxido de carbono y el agua, mediante el uso de moléculas de oxígeno y de agua en el aire, convierte la materia orgánica.

Es una sustancia que no cambia por sí misma. Pero promueve las reacciones químicas.

Es teóricamente válida por un largo período de tiempo y tiene bajos costos de mantenimiento.

Fotocatalizador nano dióxido de titanio características:

  1. Amplitud: el fotocatalizador nano-TiO2 degrada eficazmente el formaldehído 90%, el benceno, el tolueno, el xileno, el amoníaco, los COV y otros contaminantes. Tiene un rendimiento de desinfección de amplio espectro y alta eficiencia que puede descomponer y eliminar toxinas liberadas por bacterias u hongos. En general tiene un tratamiento nocivo.
  2. Sostenibilidad: Durante la reacción, el propio fotocatalizador de dióxido de nano-titanio no cambia ni se pierde. Los contaminantes se pueden purificar continuamente bajo la iluminación de la luz. Esto favorece una acción duradera y sostenida.
  3. Seguridad: no es tóxico. Es inocuo, seguro y confiable para el cuerpo humano. Los productos de reacción finales son dióxido de carbono, agua y otras sustancias inocuas, y no causarán contaminación secundaria.
  4.  Alta eficiencia: el fotocatalizador de dióxido de nano-titanio usa la inagotable energía solar y otra energía de la luz para eliminar y purificar los contaminantes ambientales difusos en un estado de baja concentración, los resultados se pueden medir fácilmente.

Como producto de purificación de aire, la fotocatalisis heterogénea nano dióxido de titanio tiene las siguientes funciones:

A. Función de purificación del aire: Afecta a sustancias orgánicas nocivas como formaldehído, benceno, amoníaco, dióxido de azufre, monóxido de carbono y óxidos de nitrógeno: Reduciéndose éstas a sustancias inocuas. En particular, tiene un buen efecto en la solución del deterioro del medio ambiente atmosférico, la influencia de sustancias químicas en los nuevos materiales de construcción y muebles en el ambiente interior.

B. Función de esterilización: tiene efecto bactericida en Escherichia coli y Staphylococcus aureus. También descompone los compuestos nocivos liberados por los cuerpos muertos de las bacterias durante la esterilización. Las membranas celulares que destruyen las células con la capacidad superoxidativa de TIO2 utilizan la pérdida citoplásmica para causar la muerte bacteriana. Coagula las proteínas virales e imprime la actividad viral, capturando y matando las bacterias flotantes en el aire.

C. Función de desodorización: efecto desodorizante sobre el olor a cigarrillo, olor a inodoro, olor a basura, olor corporal del animal, el olor a lodo y el olor a vida. El dióxido de titanio fotocatalizador tiene una capacidad oxidante más fuerte que el anión ozono (O3) y un poder de absorción más fuerte que el carbón activado.

D. Función anti-incrustante: El dióxido de titanio fotocatalizador producirá características ultra-acuosas por la superficie tratada del objeto. El simple rociado con agua sobre la superficie del objeto conseguirá que el polvo y la suciedad caigan. Teniendo de esta forma una función antiincrustante de auto-limpieza para las superficies o sustratos tratados.

El campo de aplicación en la dispersión de dióxido de titanio del fotocatalizador y las perspectivas del mercado son muy amplias, no solo para la purificación del aire, sino también para instalaciones de transporte automotriz, cerámica, materiales de construcción, aparatos de alimentos y bebidas, equipos médicos, electrodomésticos, protección ambiental, plásticos degradables, procesamiento de purificación del agua, necesidades diarias y otros campos.

E. Anti moho y antibacteriano: previene la formación de moho y algas y previene la adherencia de las incrustaciones.

Campo de aplicación de la fotocatalisis heterogénea de nano dióxido de titanio.

A. Lugares de vida y de trabajo: sala de estar, oficina, sala de conferencias, sala de informática, sala de conferencias, sala de banquetes, apartamento, automóvil, etc.

B. Comunidad de atención médica y entretenimiento público: sala de espera del hospital, centro de salud reproductiva, jardín de infancia, hospital de mascotas, hogar de ancianos, hotel, baño público, sala para fumadores, sala de karaoke, restaurante, etc.

C. Lugares específicos: escuelas, restaurantes, laboratorios, plantas de procesamiento de alimentos, granjas avícolas y ganaderas, etc.

D. Zonas de pie y electrodomésticos: cocina familiar, mesa de aseo, comedor, vajilla, baño, bañera, inodoro, visillos, cortinas, inodoro, sala de estar, cortinas, paredes, techos, juguetes, tanques de almacenamiento, basura, estudio, área para fumadores y otras áreas de estar.

Mecanismo de esterilización con la fotocatalisis nano Tio2.

Los productos para la fotocatalisis heterogénea de nano dióxido de titanio (Tio2) tienen un fuerte efecto bactericida fotocatalítico.

Al comparar las curvas letales de la destrucción fotocatalítica con TiO2 de bacterias gramnegativas y positivas, la verificación de cultivos convencionales y la microscopía electrónica de transmisión, se concluye que la esterilización fotocatalítica nano-TiO2 comienza desde la pared celular bacteriana y produce radicales libres. Destruye la estructura de la pared celular y romper la pared celular, desintegrar la membrana plasmática y luego ingresar al cuerpo celular para destruir la íntima y los componentes celulares, haciendo que el citoplasma se adhiera, lo que provoca el desbordamiento del contenido celular y el fenómeno de la cavitación bacteriana.

Se confirma que el mecanismo bacteriostático del nano-TiO2 es que, durante la fotocatálisis, los electrones en la banda prohibida de la transición del nano-TiO2 de la banda de valencia a la banda de conducción, forman pares de electrones altamente activos en la superficie y se forman más adelante · OHˉ, O2ˉ, · OOHˉ destruyendo las células bacterianas a través de una serie de reacciones físicas y químicas, matando así a las bacterias.

Principio de dispersión de dióxido de titanio Tio2 nanómetro fotocatalítico

Los electrones en la banda de valencia (eˉ), bajo la acción de la luz solar o luz ultravioleta, se excitan para pasar a la banda de conducción y los orificios correspondientes (h +) se generan en la banda de valencia. Luego, h + y eˉ interactúan con H2O, O2, etc., adsorbidos en la superficie del nano-TiO2 para formar grupos de alta actividad tales como · OHˉ, · O2ˉ, · OOHˉ, radicales de ión superóxido, radicales hidroxilo, oxidación súper fuerte. Los radicales hidroxilo hidroxilo oxidan y descomponen compuestos orgánicos nocivos como formaldehído, benceno, tolueno, xileno, amoníaco, TVOC, contaminantes, bacterias, virus, etc., en CO2 y H2O inofensivos.

En el curso de la reacción, el producto fotocatalizador solo actúa como un catalizador y no cambia ni se pierde y puede descomponer continuamente los contaminantes bajo la irradiación de la luz.

Análisis de principio de funcionamiento:

a) El tamaño de la partícula es muy pequeña: El dióxido de titanio en la dispersión de dióxido de titanio fotocatalizador es de un tamaño promedio 5-8 nm manómetros aproximadamente y no se aglomera.

b) Buena dispersión: la dispersión de dióxido de titanio fotocatalizador tiene un rendimiento de dispersión muy bueno. Es un líquido transparente que se rocía sobre la superficie del mueble y la pared para formar un nano revestimiento uniforme para purificar el aire interior.

c) Alta actividad catalítica: el fotocatalizador de dióxido de titanio producirá luz positiva. En los electrones negativos, los positrones se combinan con las moléculas de agua del aire para producir radicales hidroxilo. Se ha demostrado que los radicales hidroxilo tienen una fuerte capacidad de descomposición oxidativa, que puede descomponer casi todos los compuestos orgánicos y algunas sustancias inorgánicas, y no se descomponen. El dióxido de carbono y el agua venenosos y los electrones negativos combinados con el oxígeno en el aire para producir oxígeno activo, iones superóxido, iones súper oxidados también tienen una fuerte capacidad de descomposición oxidativa. Destruyen la membrana de la célula bacteriana y solidifican la proteína del virus en la esterilización, descomponiendo, al mismo tiempo, los compuestos nocivos liberados en los cadáveres de las bacterias.

Dosis:

La dispersión de dióxido de nano-titanio del fotocatalizador de 1 litro puede rociar entre 70 y 120 metros cuadrados. Dependiendo del sustrato, los clientes ajustarán el área de rociado de acuerdo con la concentración de gases nocivos en el interior.

Observaciones

A) No rocíe sobre el cuerpo humano. Si se rocía sobre los ojos, enjuague inmediatamente con agua limpia.

B) El material de la base 1 # utiliza una pistola rociadora con un diámetro de boquilla de 1 mm. El fotocatalizador de dióxido de titanio se rocía con una boquilla rociadora con un diámetro de 0.5 mm o menos. La pistola rociadora debe limpiarse inmediatamente después de la pulverización para evitar la obstrucción y la corrosión de la boquilla.

C) La distancia desde la superficie de rociado hasta la boquilla de la pistola debe ser moderada, de lo contrario el efecto de rociado será desigual.

D) Evite la construcción en espacios confinados y ventile completamente después del rociado.

E ) La dispersión de dióxido de titanio del fotocatalizador es débilmente corrosiva. Si se utiliza para decorar el hogar, rocíelo sobre una caja metálica de acero inoxidable y límpielo con una toalla húmeda.

Fotocatalisis heterogénea expert. Preguntas y respuestas

1. ¿Cuál es la función del fotocatalizador?

El fotocatalizador degrada el formaldehído, las series de benceno y el TVOC y otros contaminantes del interior y del automóvil bajo la acción de la luz, los antibacterianos y el moho y libera iones negativos de oxígeno.

Es el producto de control de la contaminación del aire interior más excelente.

2. ¿Qué es el fotocatalizador?

Nano-TiO2 es estable, no tóxico y tiene una amplia gama de fuentes. Es la primera opción para los materiales de fotocatalizador y actualmente es la única opción. Aunque el óxido de nano-zinc tiene actividad de luz visible, su eficiencia fotocatalítica es baja y la estabilidad deficiente no dura mucho tiempo.

3. ¿Cuál es la concentración para la fotocatalisis?

La fotocatalisis es un fotocatalizador. En teoría, cuanto más alta sea la concentración, mejor. Sin embargo, si la concentración es demasiado alta, se formará una nano película multicapa sobre la superficie del objeto y se formarán trazas, y la adhesión de la película externa se deteriorará. Los estudios han demostrado que el 1% es el límite superior de la concentración para una buena fotocatalisis.

4. ¿Cuál es el pH del fotocatalizador?

Las partículas de dióxido de nano-titanio en el fotocatalizador están en forma de coloides. Debido a que la superficie está cargada positivamente, la repulsión mutua puede estabilizar la dispersión en el agua sin causar sedimentación. El punto isoeléctrico de las partículas coloidales de dióxido de nano-titanio es 6.25. Cuando el pH del sistema se acerca al punto isoeléctrico, la carga de las partículas disminuye, la estabilidad se debilita y el sistema será inestable que el sistema 6.25 y el producto se asentará. Por lo tanto, una solución de fotocatalizador estable requiere un ambiente ácido, pero una acidez demasiado alta corroe la superficie del metal u objeto. Por lo tanto, el fotocatalizador debe ser débilmente ácido, como: pH = 5, momento en el que la concentración de ácido en el sistema es 0.00001, lo cual es seguro.

5. ¿Cuál es la apariencia del fotocatalizador? ¿Está mal?

La concentración del 1% es un indicador importante de los productos de fotocatalizador de alta calidad. Es de color blanco lechoso y no tiene olor. Cuando el fotocatalizador se diluye varias veces o decenas de veces, se obtiene un líquido azul pálido. Este color azul claro no es un cambio químico, sino un fenómeno de dispersión de la luz. Cuando las partículas de dióxido de nano-titanio se encuentran en una solución acuosa muy diluida (como 0.001-0.01%), se emite luz azul cuando se expone a la luz. Cuando la concentración es grande, el astigmatismo se oscurecerá y aparecerá de color blanco lechoso. Debido a que es un material nano, el fotocatalizador no dejará rastros después de ser rociado en una película.

6. ¿Cuál es el mecanismo por el cual funciona el fotocatalizador?

Después de rociar el fotocatalizador sobre la superficie del objeto, se seca naturalmente para formar una película de dióxido de titanio transparente. Las nanopartículas de dióxido de titanio en la película generan radicales hidroxilo bajo la acción de la luz. Este radical libre degrada los contaminantes interiores de forma selectiva. Mata las bacterias y el moho y libera iones de oxígeno negativos. Debido a que la banda de transición electrónica del dióxido de nano-titanio determina que solo puede absorber la luz ultravioleta por debajo de 387.5nm, no hay luz ultravioleta en el automóvil interior, solo una gran cantidad de luz visible. Por lo tanto, el producto para la fotocatalisis debe doparse con una cantidad mínima de elementos de metales preciosos para que tenga un efecto de luz visible, a fin de que tenga una importancia práctica en la aplicación.

Campo de aplicación en exteriores

Con frecuencia se usa en cristal para el tratamiento de auto-limpieza, anti-empañamiento y anti-reflejo.

Cuando hablamos sobre el tratamiento de auto-limpieza implica la activación de TiO2 por efecto de la luz solar UV, la lluvia y la humedad.

Otra área donde las tecnologías foto-catalíticas pueden ser muy útiles, es en la degradación de los contaminantes en los ambientes interiores debido al largo tiempo que la gente pasa en el mundo industrializado en interiores (oficinas, fábricas, centros comerciales, vivienda, etc.).

El rendimiento de la foto-catálisis en aplicaciones urbanas puede verse afectada por factores ambientales tales como la intensidad de la radiación incidente, la humedad relativa, la temperatura y el viento. Pero depende también de otros factores intrínsecos como cuando se asocia a un cemento de soporte tal como la porosidad, tipo y tamaño de los agregados, el método de aplicación, cantidad aplicada y el envejecimiento.

La forma en que usamos para aplicarlo depende del lugar o material que usted desea que el proceso de fotocatálisis tenga efecto. Por ejemplo: en las fábricas, se aplica normalmente al final de la línea de producción a través de métodos de pulverización, recubrimiento o impresión; en el entorno construido, se aplica por aplicadores capacitados y certificados utilizando un equipo de pulverización especializado.

 
Ventajas desde el punto de vista medioambiental

1. La reducción de las concentraciones de NOx emitidos por el tráfico de los vehiculos y transportes en las ciudades.
2. Reduce el “efecto albedo” porque una vez que el producto se aplica sobre dicho soporte, su tono se vuelve más claro reduciendo así la capacidad de calentamiento de la empresa y por tanto de las ciudades.
3. Reducir la adherencia de partículas extrañas, como pueden ser el polvo o suciedad, en las superficies donde se utilizan estos productos consiguiendo capacidad de limpieza.
4. Capacidad de reducción de olor.
 

FOTOCATÁLISIS TRATAMIENTOS AGUA

La fotocatálisis está reconocida como una alternativa de desinfección solar. Las investigaciones publicadas en el tema de referencia revelan un resultado de gran potencial para eliminar los microorganismos presentes en el agua. La descontaminación de aguas contaminadas mediante fotocatálisis solar es en la actualidad una de las más exitosas aplicaciones de la fotoquímica solar.  La posibilidad de la utilización de la radiación solar como fuente primaria de energía, le otorga un importante y significativo valor medioambiental; el proceso, constituye un claro ejemplo de tecnología sostenible.

La fotocatálisis es un proceso fotoquímico que transforma la energía solar (en algunas aplicaciones es posible usar la luz del día como un recurso para estimular la fotocatálisis y reducir así los costos de operación) en energía química mediante la ayuda o implementación de un fotocatalizador. El catalizador más ampliamente usado es el dióxido de titanio (Tio2). El dióxido de titanio no es tóxico ni genera subproductos cancerígenos. El dióxido de titanio puede cristalizar en forma rutilo y anatasa.

El mecanismo de fotorreacción comienza cuando TiO2 es iluminado con fotones cuya energía es igual o mayor a la separación energética existente entre la banda de valencia y la de conducción. En esta situación, tiene lugar una absorción de esos fotones y la creación en el seno del catalizador de pares electrón-hueco (e- y h+), los cuales disocian en foto-electrones libres en la banda de conducción y foto-huecos en la banda de valencia. Simultáneamente, tiene lugar una adsorción de reactivos y, de acuerdo con el potencial redox (o nivel de energía) del catalizador, un electrón es transferido hacia una molécula aceptora (Ox1) produciendo una reacción de reducción de la misma; al mismo tiempo, un foto-hueco es transferido hacia una molécula donadora (Red2), que se oxidará. Cada ión formado reacciona para formar productos intermedios y finales. El flujo neto de electrones es nulo y el catalizador permanece inalterado. La excitación fotónica del catalizador aparece como el paso inicial de la activación de la totalidad del sistema catalítico.

Este fotocatalizador comúnmente es un semiconductor que, al activarse mediante radiaciones del espectro electromagnético, genera reacciones que son muy oxidantes, dichas reacciones destruyen los contaminantes del agua.

Este mecanismo de desinfección se basa en un fenómeno físico por el cual las ondas cortas de la radiación ultravioleta producen una división entre la pared de la célula y la membrana de los microorganismos y los virus, lo cual deteriora su membrana celular e inhibe su reproducción, y esto genera su eliminación sin causar cambios fisicoquímicos que puedan alterar el agua tratada.

Algunas aplicaciones probadas con éxito son el tratamiento de contaminantes de origen industrial, como los compuestos fenólicos provenientes de una gran variedad de industrias o la degradación de plaguicidas, que constituyen un amplio rango de productos químicos extensamente utilizados en agricultura. Por otra parte, la fotocatálisis ha sido empleada en el tratamiento de aguas contaminadas con metales de elevada toxicidad, en este sentido el proceso fotocatalítico permite la reducción de cationes metálicos para depositarlos sobre la superficie del semiconductor, pudiendo ser posteriormente extraídos mediante métodos mecánicos o químicos.

La fotocatálisis ha sido aplicada con excelente aceptación a la eliminación de herbicidas, pesticidas, fenol y sus derivados, hidrocarburos halogenados, alcoholes, ácidos orgánicos, óxidos de nitrógeno, colorantes o productos farmacológicos. Una de las principales ventajas de utilizar la fotocatálisis para limpiar el agua es su capacidad para descomponer incluso concentraciones muy bajas de sustancias que, por lo demás, son difíciles de eliminar, como las dioxinas.

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