Historia Fotokatalizy Oksydacyjnej

Transkrypt

1 Historia Fotokatalizy Oksydacyjnej

2

3 Niech nastanie światłość Licząca ponad 2,6 bilionów lat fotosynteza stanowi pulsujące serce wszelkich procesów organicznych i naturalnych zachodzących w obrębie życia na Ziemi. Fotokatalityczny TiO2 to naturalna technologia aktywowana światłem i starsza siostra fotosyntezy o ponad miliard lat... całkiem możliwe, że to właśnie ona wywołała iskrę, z której zrodziła się fotosynteza... a wraz z nią życie na Ziemi. Przedrostek foto- wywodzi się z języka greckiego, w którym jest to termin oznaczający światło. W procesie fotosyntezy światło energetyzuje chlorofil, co skutkuje łączeniem cząsteczek węgla (C) z dwutlenku węgla (CO2), wodoru (H) z wody (H2O), tlenu (O) z cząsteczek O2 z powietrza i azotu (N) z gleby w związek pierwiastków CHON organiczne życie w nieskończonej postaci. W procesie fotokatalizy światło energetyzuje cząsteczki dwutlenku tytanu (TiO2 dziewiąty minerał najczęściej występujący na Ziemi, znany również jako biały pigment ), które następnie powodują niemal błyskawiczny rozkład cząsteczek organicznych z powrotem do ich pierwotnych elementów składowych: H2O w postaci gazowej, CO2 oraz minerałów. Fotokatalityczny TiO2 to szczególnie prosty i wydajny sposób odwracania skutków zanieczyszczenia i utrzymywania powierzchni w czystości przy jednoczesnym oczyszczaniu powietrza. Działając jako katalizator, TiO2 nie wyczerpuje się podczas uwalnianych reakcji, ale nadal pracuje niczym urządzenie pozostające w ciągłym ruchu... warunkiem jest dostęp do światła.

4 Opis Ogólny i Referencje Firma PURETi to północnoamerykański producent najbezpieczniejszych, najsolidniejszych, najbardziej uniwersalnych i uznanych rozwiązań fotokatalicznych dostępnych obecnie na światowym rynku. W filmiku znajdującym się pod poniższym linkiem, opracowanym przez naszego najnowszego klienta hiszpańskiego producenta glazury Neolith, znaleźć można trafne wprowadzenie do omawianej tematyki. PURETi Group zajmuje się produkcją (na terenie Ameryki oraz w Hiszpanii) oraz sprzedażą (na całym świecie) rozwiązań wodno-mineralnych aplikowanych natryskowo na powierzchnie wewnętrzne i zewnętrzne budynków oraz na dowolne inne powierzchnie... również produktów budowlanych, takich jak panele słoneczne, płytki elewacyjne, lampy i urządzenia do oczyszczania powietrza, a wszystko to w celu przekształcania powlekanych powierzchni w samooczyszczające mechanizmy aktywowane światłem i umożliwiające oczyszczanie powietrza. Obecny wachlarz zastosowań obejmuje panele słoneczne, które dłużej pozostają w czystości, aby generować więcej energii elektrycznej, biura i szkoły zapewniające lepszą wewnętrzną jakość powietrza, zapobiegając problemom układu oddechowego, budynki i pojazdy wymagające o wiele mniej czynności konserwacyjnych, ulice odwracające skutki zanieczyszczenia zewnętrznego, turbiny wiatrowe pozostające w czystości, akcesoria oświetleniowe LED zdolne do oszczędzania energii i oczyszczania powietrza, szklarnie i kryte gospodarstwa hodowlane, przy czym wszystkie zapewniają osiąganie doskonałych rezultatów. Ta wybitna technologia nie została wynaleziona przez PURETi... To zasługa dwóch japońskich naukowców (profesorowie Honda i Fujishima z Uniwersytetu w Tokio), którzy w 1968 r. jako pierwsi opisali proces zachodzący w wyniku dostarczenia energii świetlnej cząsteczkom dwutlenku tytanu (TiO2) minerału znanego również pod nazwą biały pigment. Firma PURETi nie była pierwszym sprzedawcą tej samooczyszczającej i aktywowanej światłem technologii oczyszczania powietrza. Tutaj należy oddać uznanie Korporacji TOTO, która w 1998 r. jako pierwsza wprowadziła do obrotu płytkę ceramiczną o właściwościach fotokatalitycznych i samooczyszczających. Niestety był to produkt pierwszej generacji (zobacz piramidę rozwoju technologii fotokatalitycznej poniżej). Podobnie jak opracowane 40 lat temu samochody elektryczne nie były wystarczająco konkurencyjne, tak i technologia firmy TOTO wymagała szeregu usprawnień technologicznych. Firma PURETi oferuje najbezpieczniejszą, najsilniejszą, najbardziej uniwersalną i wydajną wersję technologii fotokatalitycznej TiO2 na dzisiejszym rynku, co poparte jest referencjami m.in. poniższych podmiotów: 1- W 2012 r. NASA wybrała PURETi jako wyłącznego partnera technologii podwójnego zastosowania po dokonaniu wyczerpującego przeglądu wszystkich uznanych producentów konkurencyjnych obecnych na rynku.

5 2- Wspólnotowe centrum badawcze UE, konsorcjum JRC, wybrało PURETi jako wyłącznego partnera w dziedzinie fotokatalizy w ramach projektu iscape do inteligentnego zarządzania zanieczyszczeniem (projekt realizowany w ramach programu UE Horizon 2020 ) Firma Cristal Global (wkrótce pod nazwą Tronox Cristal, największy światowy producent TiO2) wybrała PURETi jako wyłącznego partnera w dziedzinie fotokatalizy wodnej. Release.aspx 4- Jacek Koziel, wykładowca stanowego uniwersytetu w Iowa, odkrył, że skuteczność fotokatalityczna rozwiązania PURETi jest o 10 do 25 razy większa niż w przypadku materiału Degussa / Evonik P25, tzw. złotego standardu badań nad fotokatalitycznym TiO PURETi jest jedynym dostawcą rozwiązań fotokatalitycznych TiO2, którego produkty zostały przebadane przez dział ds. nanomateriałów ośrodka badawczego NIOSH znanego z najbardziej rygorystycznych wymagań w zakresie ryzyka pracowniczego na świecie... w wyniku badań stwierdzono, że rozwiązanie jest całkowicie bezpieczne i nie powoduje wytwarzania żadnego rodzaju nanocząsteczek w trakcie aplikacji Firma PURETi została wybrana przez marki Apple, Amazon, Aunde, Aramark, samorząd miasta Austin w stanie Teksas, zespół szkół publicznych w stanie Atlanta... lista ciągnie się aż do Z i codziennie się powiększa.

6 Pureti - Historia Firmy Kluczem do skuteczności produktu fotokatalitycznego jest odporność katalizatora i rozmiary powierzchni poddanej działaniu składnika aktywnego nanocząsteczek anatazu TiO2. Im większa powierzchnia poddawana działaniu związku, tym większa interakcja katalizatora ze światłem, powietrzem, wilgocią, zanieczyszczeniem. Silniejsze katalizatory na większej powierzchni zapewniają najlepsze rezultaty. 20 lat po wprowadzeniu fotokatalitycznego TiO2 do obrotu istnieją 3 rodzaje produktów dostępnych na rynku: Produkty 1. generacji proszki inkrustowane, np. Toto, szkło Pilkington, cement Italcementi, okładziny Alcoa te produkty wytwarzane są w drodze inkrustacji, spiekania, mieszania lub powlekania proszkiem lub nanocząsteczkami anatazu TiO2 korpusu danego wyrobu lub materiału budowlanego. Skuteczność fotokatalityczna jest ograniczona nagromadzeniem cząsteczek i wielkością powierzchni poddawanej ich działaniu. Wydajność w przypadku zastosowań obejmujących części stałe jest ograniczona wymogiem ponownego ułożenia posadzki lub wtórnego powleczenia powierzchni cienką warstwą, co nieustannie wymaga poddawania produktu podwójnej obróbce. Produkty 2. generacji okładziny lub powłoki malarskie, np. Airlite, Cristal, Gens Nano, Global Engineering, KNOxOut, Sto wydajność aplikacji tych powłok malarskich lub okładzin o względnie sporej grubości wynosi ok. 15 m2 na litr w przypadku nawierzchni drogowych. Pomimo większej skuteczności fotokatalitycznej tych okładzin w porównaniu do produktów 1. generacji nadal nie są to produkty doskonałe, a ich wydajność jest ograniczona przez niskie wskaźniki pokrycia oraz zmienną i wątpliwą trwałość. Produkty 3. generacji wodne powłoki powierzchniowe, np. PURETi ta wyjątkowa, uniwersalna zawiesina amorficznego tytanu w krystalicznej postaci przylega trwale do powierzchni dróg, barier i elewacji przy jednoczesnym minimalnym nagromadzeniu produktu w porównaniu do wszystkich znanych wyrobów konkurencyjnych. Rozwiązanie PURETi jest aplikowane w sposób efektywny i wykazuje najwyższy wskaźnik wydajności na rynku. Litr środka PURETi pozwala na pokrycie 75 m2 nawierzchni drogowej lub powierzchni elewacji. Ponadto, PURETi z technologią CristalACTiV to najsilniejszy katalizator dostępny na rynku o 10 do 25 razy silniejszy niż materiał Degussa P25 (tzw. złoty wzorzec dla badań fotokatalitycznych TiO2 ), co wykazały niedawne badania opublikowane w czasopismach naukowych stanowego uniwersytetu w Iowa. Istnieją także dowody wysokiej jakości produktu PURETi przedstawione w wynikach badań instytutu IPS w Queens, Uniwersytetu w Ferrara, stanowego uniwersytetu w Luizjanie, stanowego uniwersytetu w Waszyngtonie, uniwersytetu Stony Brook i stanowego uniwersytetu w Iowa.

7 Dlaczego rozwiązanie PURETi jest lepsze od produktów oferowanych przez konkurencję? PURETi wykorzystuje technologię CristalACTiV Sol, umożliwiającą uzyskanie większej skuteczności niż jakiekolwiek inne konkurencyjne wyroby. Poniższe wyjaśnienia i wykresy przedstawiają proces fotokatalizy zachodzący na powierzchni oraz optymalne działanie technologii Sol: Na przestrzeni ostatnich lat rozwój fotokatalizy stanowił przedmiot dużego zainteresowania, gdyż proces ten jest wykorzystywany do szeregu produktów przeznaczonych do licznych zastosowań, w tym w szczególności w dziedzinie ochrony środowiska i pozyskiwania energii. Po odkryciu rozkładu cząsteczki wody przez naukowców Fujishimę i Hondę w 1972 r. właściwości fotokatalityczne określonych materiałów były wykorzystywane do przekształcania energii słonecznej w elektrony i wakanse w następstwie absorpcji promieniowania ultrafioletowego (UV). Były również wykorzystywane w celu wytworzenia energii chemicznej do utleniania lub redukcji materiałów w celu pozyskiwania innych przydatnych związków, takich jak wodór, węglowodory oraz w celu niszczenia lub usuwania zanieczyszczeń i bakterii z powierzchni ścian, powietrza i wody. Spośród wielu rodzajów materiałów fotokatalitycznych TiO2 to preparat najlepiej przebadany i wykorzystywany do wielu zastosowań ze względu na moc oksydacyjną w celu rozkładu zanieczyszczeń organicznych, hydrofilowość, stabilność chemiczną, trwałość, nietoksyczny charakter, niski koszt i wizualną przezroczystość.

8 Wiadomo, że istnieje szereg czynników mających istotny wpływ na wydajność materiałów i produktów fotokatalitycznych, takich jak rozmiar cząsteczki, określone pole powierzchni, objętość i struktura porów, faza krystaliczna oraz rozmaite aspekty powierzchni poddawanej ich działaniu. Materiał PURETi został opracowany i zoptymalizowany tak, aby zmaksymalizować dane pole powierzchni, objętość i rozmiary porów oraz poziom rozproszenia po aplikacji, dzięki czemu te właściwości umożliwiają zwiększenie rozmiarów dostępnej powierzchni, a przez to uzyskanie wyższego wskaźnika transferu masy w celu absorpcji i rozkładu zanieczyszczeń organicznych. Połączony efekt tych czynników zapewnia lepszą wydajność fotokatalityczną, ponieważ reakcje fotokatalityczne oparte są na reakcjach chemicznych zachodzących na powierzchni fotokatalitycznego materiału. Ponadto te czynniki strukturalne zwiększają zdolność odbioru światła, pozwalając maksymalnej jego ilości na interakcję z największą możliwą powierzchnią. Reakcje fotokatalityczne oparte są na szeregu reakcji chemicznych zachodzących na powierzchni materiału, zatem do uzyskania optymalnego rezultatu wystarczy aplikacja bardzo cienkich warstw produktu. W przypadku bardzo grubej warstwy promieniowanie UV nie byłoby zdolne do aktywacji cząsteczek znajdujących się na pewnej głębokości ani też rozkładane związki organiczne nie miałyby kontaktu z powierzchniami zachodzenia reakcji chemicznych. Dzieje się tak w przypadku niektórych fotokatalitycznych powłok malarskich lub zapraw cementowych, gdzie samo podłoże produktu przykrywa cząsteczki dwutlenku tytanu, uniemożliwiając im dostęp do światła. Można to porównać do umieszczenia daszku nad zegarem słonecznym.

9

10

11