GR1009029B - Παρασκευη μεσοπορωδους τιτανιας με βελτιωμενη φωτοκαταλυτικη και αντιμικροβιακη δραση και εφαρμογη σε χρωματα επιφανειων με στοχο την εξυγιανση εσωτερικων και εξωτερικων χωρων - Google Patents

Abstract

Η παρούσα μελέτη περιγράφει μια μέθοδο παρασκευής μεσοπορώδους τιτάνιας με βελτιωμένη φωτοκαταλυτική και αντιμικροβιακή δράση και τη χρήση τους σε χρώματα επικάλυψης επιφανειών με στόχο την εξυγίανση εσωτερικών και εξωτερικών χώρων. Η μεσοπορώδης τιτάνια παρασκευάστηκε με τροποποιημένη μέθοδο sol-gel και απορροφά εκτός από την υπεριώδη και στην ορατή περιοχή ακτινοβολίας. Τα βελτιωμένα χρώματα έδειξαν δραστικότητα στην οξείδωση του μονοξειδίου του NO σε ορατή και UV ακτινοβολία. Επιπλέον οι επικαλυμμένες επιφάνειες με τα βελτιωμένα αυτά χρώματα αναστέλλουν την ανάπτυξη βακτηρίων και παρατηρείται σχετική μείωση των μονάδων σχηματισμού αποικιών (CFU). Τα ανωτέρω βελτιωμένα χρώματα μπορούν να χρησιμοποιηθούν στη βιομηχανία για την παρασκευή στις οικοδομές επιφανειών εσωτερικών και εξωτερικών χώρων με σκοπό τη χρήση τους σε χώρους εστίασης, σχολεία και σε ευπαθή περιβάλλοντα, όπως αυτά των νοσοκομείων και των βιομηχανιών τροφίμων.

Description

ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ

    Παρασκευή μεσοπορώδους τιτανίας με βελτιωμένη φωτοκαταλυτική και αντιμικροβιακή δράση και εφαρμογή σε χρώματα επιφανειών με στόχο την εξυγίανση εσωτερικών και εξωτερικών χώρων

Αιτούντετ και εφευρέτες

Βαϊμάκης Τιβέριος, Σκούρας Γεώργιος, Τάτση Γεωργία, Τσούφλα Μαριάννα, Νάννου Χριστίνα, Τσάφου Σοφία, Τράπαλης Χρηστός, Todorova Nadia, Μητσιώνης Αναστάσιος

Περιοχή εφεύρεσης

Η παρούσα εφεύρεση αφορά μια μέθοδο παρασκευής μεσοπορώδους τιτανίας (ΤιΟ2) με την μέθοδο sol-gel και την χρήση αυτής σε χρώματα εσωτερικών και εξωτερικών χώρων με στόχο την διάσπαση των αέριων ρύπων της ατμόσφαιρας καθώς και τον αυτοκαθαρισμό επιφανειών. Η βελτιωμένη νανοδομημένη τιτανία εμφανίζει φωτοκαταλύτική δραστικότητα τόσο σε UV όσο και σε ορατή ακτινοβολία σε σχέση με το Degussa (Ρ25) που παρουσιάζει φωτοκαταλύτική δραστικότητα μόνο σε UV ακτινοβολία.

Υπόβαθρο της εφεύρεσης

Το διοξείδιο του τιτανίου ως φωτοκαταλύτης χρησιμοποιείται σε πολλές βιομηχανικές εφαρμογές καθώς παρουσιάζει πολλά πλεονεκτήματα όπως είναι αδρανές, είναι ανθεκτικό σε διάβρωση, απαιτεί λιγότερη μετέπειτα επεξεργασία και αυτό το κάνει λιγότερο ακριβό, υπάρχουν αρκετά αποθέματα οπότε δεν τίθεται θέμα εξάντλησης για πολλά ακόμη χρόνια, είναι φιλικό στο περιβάλλον και στον άνθρωπο, είναι ημιαγωγός καί παρουσιάζει αυξημένη φωτοκαταλύτική δράση. Η φωτοκαταλύτική ικανότητα του TiΟ2ανακαλύφθηκε το 1972 από τον Fujishima και τον Honda. Οταν το TiΟ2ακτινοβολείται με φωτόνια με ενέργεια μεγαλύτερη από το χάσμα ζώνης, Eg(eV), ηλεκτρόνια εγκαταλείπουν τη ζώνη σθένους και διεγειρόμενα μεταπηδούν στην ζώνη αγωγιμότητας. Ταυτόχρονα, στη θέση που ευρίσκονταν αφήνουν ένα θετικό φορτίο (οπή). Ένα τέτοιο ζεύγος που προκύπτει μέσα σε ένα σωματίδιο, καλείται ζεύγος ηλεκτρονίου-οπής. OL πιο χαρακτηριστικές αντιδράσεις που λαμβάνουν χώρα στην φωτοκαταλύτική διεργασία παρουσία οξειδίου του τιτανίου είναι [1,2]:

TiΟ2+ hv(UV) — > TiΟ2(eCB+ hVΒ<+>) (1)

TiO2(hVB<+>) H2O -> TiO2+ H<+>+ OH<*>(2)

TiO2(hVB<+>) OH<'>-> TiO2+ OH' (3)

TiO2(eCB ) + O2  > TiO2 + O2‘                                                                                            (4) 

  O2- H<+>-> HO2‘(5)

 To TiO2ως φωτοκαταλύτης έλαβε πολλή προσοχή τα τελευταία χρόνια για εφαρμογές καθαρισμού αέρα, ιδιαίτερα για την απομάκρυνση των ατμοσφαιρικών ρύπων από ανθρωπογενών πηγών, όπως τα NOx,VOCs κ.α. Η ρύπανση από τα οξείδια του αζώτου (ΝΟx), ως αποτέλεσμα της εκτεταμένης καύσης βιομάζας και ορυκτών έχει γίνει ένα επείγον περιβαλλοντικό πρόβλημα με ισχυρό αντίκτυπο στη γη και στην υγεία του ανθρώπου [3]. Μερικά από τα σημαντικότερα επιζήμια περιβαλλοντικά θέματα και θέματα υγείας που προέρχονται από τα υψηλά επίπεδα NOx (NO και NO2) είναι επιβάρυνση στον σχηματισμό της τρύπας του όζοντος, η παραγωγή αιθαλομίχλη που οδηγεί σε χαμηλή ορατότητα και αναπνευστικά προβλήματα καί τον σχηματισμό τοξικών στερεών σωματιδίων με μέγεθος μικρότερο από 2,5μm . Τα παράγωγα του ΝΟx είναι επίσης σε θέση να αντιδρούν με υδρατμούς και να παράγουν όξινη βροχή παρόμοια με άλλους ατμοσφαιρικούς ρύπους.

  Σύμφωνα με το ISO 22197-1:2007 για την απομάκρυνση των Νιτρικών Οξειδίων , οι βασικές αντιδράσεις που λαμβάνουν στην επιφάνεια τουΤϊO2χώρα είναι [5-8]:

  Η μέθοδο ISO 22197-1: 2007 δημιουργήθηκε για να παρέχει ένα πρότυπο για τον προσδιορισμό του NO και απομάκρυνση Ν02. Σύμφωνα με το πρότυπο ISO το δείγμα πρέπει να προ-ακτινοβολείται με υπεριώδη ακτινοβολία για τουλάχιστον 5 ώρες σε αέρα για να αποσυντεθεί οποιοδήποτε υπόλειμμα οργανικής ύλης και ακολουθεί πλύση του δείγματος με νερό. Αυτό το βήμα είναι προετοιμασία έτσι ώστε η επιφάνεια που εκτίθεται στο ΝΟχ μπορεί να θεωρηθεί άριστη[9].

  Ένας αριθμός από μελέτες επικεντρώθηκαν στην εφαρμογή του ΤϊΟ2σε υλικά και κατασκευαστικά συστατικά κηρίων όπως χρώματα κ.α [10-12]. Τα χρώματα έχουν αναπτυχθεί για να διακοσμούν και να προστατεύουν το περιβάλλον μας [13]. Ωστόσο, μόνο μερικά επιστημονικά άρθρα έχουν δημοσιευθεί σχετικά με τα χρώματα και την φωτοκαταλυτικη τους δράση [14-15]. Για παράδειγμα, ο Uhde και ο Salthammer [16] ανέφεραν όη οι βαφές που ακτινοβολούνται παράγουν ανεπιθύμητα και άκρως τοξικά υποπροϊόντα όπως φορμαλδεΰδη, ακεταλδεϋδη, πεντανάλη, 1-υδροξυ-βουτανόνης, και εξανάλη. Η παρατήρηση αυτή τονίζεται περαιτέρω από τον Kolarikand Toftum. Ο Auvinen κ.ά. και Geiss κ.α. βρήκαν άη σχετικά υψηλές ποσότητες οργανικών ενώσεων, όπως κετόνες σχηματίζονται από την αποσύνθεση των συνδετικών και από τα πρόσθετα [16-19].

  Ο καθαρισμός του αέρα με τη χρήση φωτοκαταλυτικών βαφών ήταν το επίκεντρο και σε άλλες ερευνητικές ομάδες [20,21,22]. Σύμφωνα με Hochmannova και Vytrasova [20], το UV φως που εκπέμπεται από τα φώτα φθορισμού είναι ικανό να διασφαλίσει την φωτοκαταλυτική δράση των χρωμάτων που ενσωματώνουν νανοσωματίδια οξειδίου του ψευδαργύρου. Ένας αριθμός από μελέτες επικεντρώθηκαν στην εφαρμογή του TiΟ2σε υλικά και κατασκευαστικά συστατικά κηρίων όπως χρώματα κ.α [10-12]. Οι περισσότερες έρευνες επικεντρώθηκαν στην φωτοκαταλυτική δράση των χρωμάτων με TiΟ2σε UV ακτινοβολία και σε χρώματα εσωτερικών χώρων [23], Ωστόσο η UV ακτινοβολία αντιστοιχεί στο 3-5% της ηλιακής ακτινοβολίας. Γι' αυτόν τον λόγο η προσοχή επικεντρώθηκε στον σχεδίασμά και την ανάπτυξη της νέας γενιάς του TiΟ2ή άλλων φωτοκαταλυτών με στόχο την επέκταση της ζώνης απορρόφησης στο ορατό φάσμα. Η αποτελεσματική αξιοποίηση του φωτός του περιβάλλοντος είναι μια μέθοδος εξοικονόμησης ενέργειας και ενισχύει την φωτοκαταλυτική δραστηριότητα των φωτοκαταλυτικών [24-31]. Διαπιστώθηκε ότι το ντόπινγκ με Ν [37,39,131] ήταν αποτελεσματική για την φωτοκαταλυτική δραστικότητα του ΤιΌ2σε ορατή ακτινοβολία [32-34].

Ένας σημαντικός αριθμός μελετών επιβεβαιώνει την ανημικροβιακή ικανότητα της νανοδομημένης τιτανίας, τροποποιημένης και μη με ιόντα μετάλλων.

 Σύμφωνα με πολλές μελέτες, νανοσωματίδια τιτανίας (ΤιΌ2) σε συνδυασμό με την ακτινοβολία UV, επιφέρουν σημαντική ανημικροβιακή δράση σε αποικίες μικροβίων, με κύριο εκπρόσωπο αυτές του Ε. Coli [35-37] αλλά και των Staphylococcus aureus, Shigella flexneri, AcinetobacterPseudomonas putida and Listeria innocua [38,39].

 Συχνά αναφέρεται στη βιβλιογραφία και η ανημικροβιακή ικανότητα της τροποποιημένης με κατιόντα μετάλλων τιτανίας, όπως με αυτά του σιδήρου (Fe3+) [40] του χαλκού (Cu+)[41] ή του ψευδαργύρου (Ζη2+)[42,43].Ανάλογα αποτελέσματα έχουν αναφερθεί και σε μελέτες για Ν-τροποποιημένα σωματίδια 3Sn02/TiΟ2 για τα αρντικά κατά Gram βακτήρια Ε. Coli, Salmonella typhi<'>και για τα θετικά Staphylococcus aureus [44].

 Η παρούσα έρευνα αναφέρεται στην παρασκευή μεσοπορώδους τιτανίας και προσθήκη αυτής σε χρώματα εσωτερικών και εξωτερικών χώρων με φωτοκαταλυτική και ανημικροβιακή δράση σε UV και σε ορατή ακτινοβολία

 Μέθοδος παρασκευής μεσοπορώδους τιτανίας

              Σε διάλυμα Methanol/Ethanol με αναλογία 1/1 ν/ν προστέθηκε επιφανειοδραστικού ΑΟΤ (aerosol OT, dioctyl sodium sulfosuccinate) και βουτοξειδίου του τιτανίου Ti(ButO)4, με αναλογία mole 1/1. Ακολούθησε ανάδευση για 24h. Στην συνέχεια προστέθηκε στάγδην υδροχλωρικό οξύ 1Μ ώστε να πραγματοποιηθεί η υδρόλυση και το διάλυμα αναδεύτηκε για 24h. Ακολούθησε ξήρανση στους 90°C για 24h και η έψηση του υλικού έλαβε χώρα στους 450°C για 3h. Ο χαρακτηρισμός της μεσοπορώδους τιτανίας έγινε με περίθλαση ακτινών X, δυναμική σκέδαση του φωτός (dynamic light scaterring DLS), προσρόφηση - εκρόφηση αζώτου (BET), διάχυτη φασματοσκοπία ανάκλησης υπεριώδους-ορατού, φωτοκαταλυτική οξείδωση μονοξειδίου του αζώτου υπό UV ακτινοβολία και φωτοκαταλυηκή οξείδωση μονοξειδίου του αζώτου υπό ορατή ακτινοβολία

              Από τα διαγράμματα περίθλασης ακτινών x (Σχήμα 1) παρατηρείται ότι η νανοδομημένη τιτανιά είναι μονοφασική και αποτελείται από ανατάση. Το μέγεθος των κρυσταλλιτών υπολογίστηκε στα 13nm. Η κατανομή του μεγέθους σωματιδίων (Σχήμα 2) έδωσε σχετικά στενή κατανομή μεγέθους σωματιδίων από 200 μέχρι 500 nm με μέση διάμετρο 288nm. Οι ισόθερμες καμπύλες προσρόφησης-εκρόφησης αζώτου στους 77Κ είναι τύπου IV και βρόχο υστέρησης Η2 που αντιστοιχεί σε μεσοπορώδη τιτανία (Σχήμα 3) Ο προσδιορισμός της της ειδική επιφάνειας έγινε με την μέθοδο Brunauer-Emmett- Teller και υπολογίστηκε στα 133m<2>/g με μέγιστο μέγεθος πόρων 1.6 nm. Από το φάσμα UV-Vis (Σχήμα 4) παρατηρείται ότι η νανοδομημένη τιτανία απορροφάει μεγάλο μέρος της ακτινοβολίας στην περιοχή του ορατού φωτός. Το ενεργειακό χάσμα υπολογίστηκε ίσο με 3.08eV (Σχήμα5). Στην οξείδωση του μονοξειδίου του αζώτου (NO) τόσο στην UV ακτινοβολία (Σχήμα 6) όσο και στην ορατή (Σχήμα 7) το δείγμα παρουσιάζει αυξημένη φωτοκαταλυτική δράστικάτητα.

Φωτοκαταλυτική δραστικότητα χρωμάτων ενισχυμένα με την μεσοπορώδους τιτανία

              Στην έρευνα αυτή χρησιμοποιήθηκαν δύο τύποι χρωμάτων: ακρυλικό και πλαστικό για εξωτερικούς και εσωτερικούς χώρους, αντίστοιχα. Σε 100mL ακρυλικού χρώματος και αντίστοιχα σε 100mL πλαστικού χρώματος προστέθηκαν 10g μεσοπορώδους τιτανίας και ακολούθησε μηχανική ανάδευση για 1h. Ειδικές επιφάνειες επικαλύφθηκαν με 2 στρώσεις πλαστικού και ακρυλικού χρώματος αντίστοιχα. Στην οξείδωση του μονοξειδίου του αζώτου σε UV ακτινοβολία παρατηρήθηκε αυξημένη φωτοκαταλυτική δράση και στα δύο δείγματα με καλύτερη δραστικότητα στο ακρυλικό χρώμα με μεσοπορώδους τιτανία (Σχήματα 8-9). Ομοίως και τα δύο δείγματα έδειξαν δραστικότητα στην οξείδωση του μονοξειδίου του αζώτου σε ορατή ακτινοβολία ανάλογη με την ένταση της απορροφημένης ακτινοβολίας (Σχήματα 10-11).

Αντιμικροβιακή δράση χρωμάτων ενισχυμένα την μεσοπορώδη τιτανία

               Εξετάστηκε το βακτήριο Staphylococcus aureus (Newman Strain) που ανήκει στα θετικά κατά Gram βακτήρια και αποτελεί το συχνότερο αίτιο των σταφυλοκοκκικών λοιμώξεων, για την μελέτη της αντιβακτηριακής δράσης της μεσοπορώδους τιτανίας σε επικαλυμμένες με χρώματα επιφάνειες.

               Η βακτηριακή καλλιέργεια αναπτύχθηκε σε τρυβλίο με άγαρ για 24 ώρες στους 37°C και στη συνέχεια μια μονή αποικία μεταφέρθηκε σε 5 mL υγρού θρεπτικού υλικού LB medium (Luria Broth) και επωάστηκε (overnight) στους 37°C υπό μηχανική ανάδευση (110 rpm). Έπειτα ακολούθησε αραίωση (1:100) της προκαλλιέργειας με θρεπτικό υλικό και επώαση στις ίδιες συνθήκες για 2 ώρες, οπότε και το βακτηριακό στέλεχος ήταν στην εκθετική φάση ανάπτυξης, όπου γίνεται αντικατάσταση του θρεπτικού μέσου με PBS και μέτρηση της απορρόφησης στα 660 nm. Από την απορρόφηση υπολογίστηκε η συγκέντρωση της βακτηριακής καλλιέργειας, που ήταν της τάξεως των 10<8>cfu/mL Τέλος με διαδοχικές αραιώσεις σε PBS φτάνουμε στην επιθυμητή συγκέντρωση των 10<4>cfu/mL.

              Αρχικά έχουμε την παρασκευή τρυβλίων με άγαρ, όπου γίνεται επίστρωση του βακτηριακού στελέχους και μεταφορά μονής αποικίας του σε υγρό θρεπτικό υλικό LB medium. Σε τρυβλία Petri 24 θέσεων πραγματοποιήθηκε επικάλυψη της επιφάνειας με την βάση χρωμάτων πλαστικού και ακρυλικού χρώματος που περιείχαν 5% της μεσοπορώδους τιτανίας. Τα επικαλυμμένα τρυβλία τέθηκαν υπό ήπιο ρεύμα αζώτου για 10 λεπτά , αφέθηκαν σε κοινό πυριαντήριο στους 100 °C για 30 λεπτά και ακολούθησε προ-ακτινοβόληση με UV ακτινοβολία για 30 λεπτά, για πλήρη αποστείρωση των τρυβλίων στους 121°C. Τα φωτοκαταλυτικά - αντιβακτηριακά πειράματα πραγματοποιήθηκαν παρουσία ορατής ακτινοβολίας υπό μηχανική ανάδευση με την χρήση λάμπας LED, δίοδος εκπομπής φωτός, 10 W/m<2>στα 400nm.

              Στα επικαλυμμένα πολυτρυβλία με βάση χρωμάτων πλαστικού και ακρυλικού χρώματος, αντίστχοιχα, που περιείχαν 5% της μεσοπορώδους τιτανίας προστέθηκαν 2ml βακτηριακής καλλιέργειας συγκέντρωσης 10<1>cfu/mL σε κάθε θέση άρα 10<3>βακτήρια. Τα πολυτριβλία αφέθηκαν υπό συνεχόμενη μηχανική ανάδευση (300 rpm) παρουσία ορατής ακτινοβολίας σε λαμπτήρες LED (Δίοδοι εκπομπής φωτός) σε διάφορους χρόνους των 15, 30, 45 και 60 λεπτών καθώς σε 9 και 24 ώρες. Μετά το πέρας του χρόνου ακτινοβόλησης ακολούθησε μεταφορά 100μl κάθε δείγματος για επίστρωση σε τρυβλία με άγαρ. Μετά την παραμονή των τρυβλίων σε επωαστικό θάλαμο στους 37 °C για 24 ώρες, πραγματοποιήθηκε μέτρηση των αποικιών των εναπομενόντων βακτηρίων και σύγκρισή τους με τον αρχικό αριθμό τους καθώς και με τον αριθμό τους στα τυφλά δείγματα. Τα πειράματα πραγματοποιήθηκαν σε διπλές συνθήκες με την παρουσία τυφλών δειγμάτων έχοντας μόνο την βακτηριακή καλλιέργεια σε μη επικαλυμμένες θέσεις του πολυτρυβλίου καθώς και την βακτηριακή καλλιέργεια σε επικαλυμμένες θέσεις με την βάση πλαστικού και ακρυλικού χρώματος αντίστοιχα.

              Στις εικόνες 1-3 απεικονίζεται η αντιβακτηριακή δράση παρουσία ορατής ακτινοβολίας σε επικαλυμένες επιφάνειες πλαστικού χρώματος που περιέχει 5 % της μεσοπορώδους τιτανίας . Παρατηρείται μείωση των μονάδων σχηματισμού αποικιών (CFU) στα δείγματα καθ όλη την διάρκεια ακτινοβόλησης καθώς και στα τυφλά δείγματα που περιέχουν μόνο την βάση πλαστικού χρώματος.

              Ομοίως για την αντιβακτηριακή δράση παρουσία ορατής ακτινοβολίας σε επικαλυμένες επιφάνειες ακρυλικού χρώματος που περιέχει 5 % της μεσοπορώδους τιτανίας παρατηρείται σχετική μείωση των μονάδων σχηματισμού αποικιών (CFU) στα δείγματα καθ' όλη την διάρκεια ακτινοβόλησης (εικ. 4-6).

Βιβλιογραφία

[1]  E.Gal,P. Aires ,E. Chamarro, S. Esplugas, Photochemical degradation of parathion in aqueous solutions Wat. Res 26 (1992) 911

 [2] loannis K. Konstantinou, Triantafyllos A. Albanis, Ti02-assisted photocatalytic degradation of azo dyes inaqueous solution: kinetic and mechanistic investigations A review, Applied Catalysis B: Environmental 49 (2004) 1-14

[3]  M.A. Gomez-Garcia, V. Pitchon, A. Kiennemann, Pollution by nitrogen oxides an approach to NOx abatement by using sorbing catalytic materials, Environ. Int. 31 (2005) 445-467

[4]  N. Todorova, T. Giannakopoulou, S. Karapati, D. Petridis, T. Vaimakis, C. Trapalis Composite Ti02/clays materials for photocatalytic NOx oxidation, Applied Surface Science 319 (2014) 113-120

 [5] Y. Ohko, Y. Nakamura, N. Negishi, S. Matsuzawa, K. Takeuchi, Photocatalytic oxidation of nitrogen monoxide using TiO2 thin films under continuous UV light illumination, J. Photochem. Photobiol. A: Chem. 205 (2009) 28-33 .

[6]   T. Ibusuki, K. Takeuchi, Removal of low concentration nitrogen oxides through photoassisted heterogeneous catalysis, J. Mol. Catal. 88 (1994) 93-102.

[7]  S. Devahasdin, C. Fan, K. Li, D.H. Chen, Ti02 photocatalytic oxidation of nitric oxide: transient behavior and reaction kinetics, J. Photochem. Photobiol. A: Chem. 156 (2003) 161-170.

 [8] N. Bowering, G.S. Walker, P.G. Harrison, Photocatalytic decomposition and reduction reactions of nitric oxide over Degussa P25, Appl. Catal. B: Environ. 62 (2006) 208-216.

[9]  ISO 22197-1: 2007, 'Fine Ceramics, Advanced Technical Ceramics Test Method for Air-Purification Performance of Semiconducting Photocatalytic Materials Part 1: Removal of Nitric Oxide', ISO ( 2007)

[10]  Guerrini GL. Photocatalytic performances in a city tunnel in Rome: NOx monitoring results. Constr Build Mater 27 (2012) 165-175

[11]  Kolarik J, Toftum J. The impact of a photocatalytic paint on indoor air pollutants: sensory assessments. Build Environ 57 (2012) 396-402

[12]  Salthammer T, Fuhrmann F. Photocatalytic surface reactions on indoor Wall paint. Environ Sci Technol 41 (2007) 6573-6578

[13]  Brock, T., Groteklaes, M., Mischke, P., 2000. European Coatings Handbook. Vincent Verlag, Hannover, Germany, 412pp

[14]   Allen, N.S., Edge, M., Sandoval, G., Verran, J., Stratton, J., Maltby, J., Photocatalytic coatings for environmental applications. Photochemistry and Photobiology 81, (2005) 279-290.

[15]    Salthammer, T., Fuhrmann, F., Schulz, N., Siwinksi, N., 2006. Removal of indoor contaminants by photocatalytic reaction. In: Proceedings of Healthy Buildings 2006, Lissabon, Portugal, 4-8.6. (2006).

[16]  E. Uhde, T. Salthammer, Impact of reaction products from building materials and furnishings on indoor air quality— A review of recent advances in indoor chemistry Atmos. Environ. 41 (2007) 3111.

[17]  Kolarik, J. Toftum, The impact of a photocatalytic paint on indoor air pollutants: Sensory assessments Build. Environ. 57 (2012) 396.

[18]  O. Geiss, C. Cacho, J. Barrero-Moreno, D. Kotzias, Photocatalytic degradation of organic paint constituents-formation of carbonyls Build. Environ. 48 (2012) 107.

[19]  J. Auvinen, L. Wirtanen, The influence of photocatalytic interior paints on indoor air quality Atmos. Environ. 42 (2008) 4101.

[20]  L. Hochmannova, J. Vytrasova, Photocatalytic and antimicrobial effects of interior paints Prog. Org. Coat. 67 (2010) 1.

[21]  V.M. Sousa, C.M. Manaia, A. Mendes, O.C. Nunes, Photoinactivation of various antibiotic resistant strains ofEscherichia coli using a paint coat, J. Photochem. Photobiol. A 251(2013) 148.

 [22] C. Chawengkijwanich, Y. Hayata, Development of T1O2 powder-coated food packaging film and its ability to inactivate Escherichia coli in vitro and in actual tests Int. J. Food Microbiol. 123 (2008) 288.

 [23] Joonas Auvinen, Leif Wirtanen The influence of photocatalytic interior paints on indoor air quality, Atmospheric environment (2008) 42 4101-4112

 [23] Sun H, Ullah R, Chong S, Ang HM, Tad_e MO, Wang S. Room-iight-induced indoor air purification using an efficient Pt/N-Ti02 photocatalyst. Appl Catal B Environ (2011) 108-109 127-133

 [24] Cui L, Huang F, Niu M, Zeng L, Xu J, Wang Y. A visible light active photocatalyst: nanocomposite with Fe-doped anatase Ti02 nanoparticles coupling with Ti02(B) nanobelts. J Mol Catal A Chem (2010) 326 1-7

 [25] Du J, Chen W, Zhao C, Dai Y. Photocatalytic decompositions of gaseous HCHO over Ag-Ti02 nanotube arrays. J Nanosci Nanotechnol (2011) 400 - 401

[26]  Feng H, Yu LE, Zhang M-H. Ultrasonic synthesis and photocatalytic performance of metalions doped Ti02 catalysts under solar light irradiation. Mater Res Bull (2013) 48 672-681.

[27]  Shelimov B, Tolkachev N, Baeva 6, Stakheev A, Kazansky V. Photocatalytic purification of indoor air from nitrogen oxide contaminants on modified Ti02-based catalysts. Catal Today (2011) 179 3-9

[28]  Tongon W, Chawengkijwanich C, Chiarakorn S. Visible light responsive Ag/ TiO2/MCM-41 nanocomposite films synthesized by a microwave assisted solegel technique. Superlattices Microstruct (2014) 69, 108-121

[29]  Johnston JH, Small AC. Photoactivity of nano-structured calcium silicate-titanium dioxide composite materials. J Mater Chem (2011) 21, 1240-1245

[30]    Liu Z, Miao R, Zhang L, Wu Y, Guo F. Air cleaning paper based on the enhanced photocatalytic activity of nano-TiO2/ZnO. Bioinformatics and biomedical engineering (2011) Ι-Α

[31]  Nasr-Esfahani M, Fekri S. Alumina/Ti02/hydroxyapatite interface nanostructure composite filters as efficient photocatalysts for the purification of air. Reaction kinetics. Mech Catal 107 (2012) 89-103

[32]   Dong F, Liu H, Ho W-K, Fu M, Wu Z. (NH4)2C03 mediated hydrothermal synthesis of N-doped (BiO)2C03 hollow nanoplates microspheres as high performance and durable visible light photocatalyst for air cleaning. Chem Eng J (2013) 214, 198-207

[33]  Honggi Sun, Ruh Ullah, Siewhuj Chong, Hua Ming Ang, Moses O. Tade, Shaobin Wang, Room-light-induced indoor air purification using an efficient Pt/N-TiO2 photocatalyst. Appl Catal B Environ (2011) 108-109, 127-133

[34]   Sannino D, Vaiano V, Sacco O, Ciambelli P. Mathematical modelling of photocatalytic degradation of methylene blue under visible light irradiation. J Environ Chem Eng (2013) 1, 56-60

[35]          U. Joost, K. Juganson, M. Visnapuu, M. Mortimer, A. Kahru, E. Nommiste, U. Joost, V. Kisand, and A. Ivask, "Photocatalytic antibacterial activity of nano-Ti02 (anatase)-based thin films: Effects on Escherichia coli cells and fatty acids," J. Photochem. Photobiol. B Biol., vol. 142, 178-185, (2015).

[36]          H.-C. Joo, Y.-J. Lim, M.-J. Kim, H.-B. Kwon, and J.-H. Han, "Characterization on titanium surfaces and its effect on photocatalytic bactericidal activity," Appl. Surf. Sci., vol. 257, 741-746, (2010)

[37]           C. Vacaroiu, M. Enache, M. Gartner, G. Popescu, M. Anastasescu, A. Brezeanu, N. Todorova, T. Giannakopoulou, C. Trapalis, and L. Dumitru, 'The effect of thermal treatment on antibacterial properties of nanostructured TiO2(N) films illuminated with visible light," World J. Microbiol. Biotechnol., vol. 25, 27-31, (2009)

[38]          C.-L Cheng, D.-S. Sun, W.-C. Chu, Y.-H. Tseng, H.-C. Ho, J.-B. Wang, P.-H. Chung, J.-H. Chen, P.-J. Tsai, N.-T. Lin, M.-S. Yu, and H.-H. Chang, 'The effects of the bacterial interaction with visible-light responsive titania photocatalyst on the bactericidal performance.," J. Biomed. Sci., vol. 16, 7, (2009)

[39]           S. Bonetta, S. Bonetta, F. Motta, A. Strini, and E. Carraro, "Photocatalytic bacterial inactivation by TiO2-coated surfaces.," AMB Express, vol. 3, 59, (2013)

[40]          C. C. Trapalis, P. Keivanidis, G. Kordas, M. Zaharescu, M. Crisan, a Szatvanyi, and M. Gartner, "TiO 2 ( Fe 3 q ) nanostructured thin films with antibacterial properties," vol. 433, 186-190, (2003)

[41]          H. Wu, X. Zhang, Z. Geng, Y. Yin, R. Hang, X. Huang, X. Yao, and B. Tang, "Preparation, antibacterial effects and corrosion resistant of porous Cu-TiO2 coatings," Appl. Surf. Sci., vol. 308, 43-49, (2014)

[42]          A. Lipovsky, A. Gedanken, Y. Nitzan, and R. Lubart, "Enhanced inactivation of bacteria by metal-oxide nanoparticles combined with visible light irradiation," Lasers Surg. Med., vol. 43, 236-240, (2011)

[43]           S. W. Kim and Y. J. An, "Effect of ZnO and TiO 2 nanoparticles preilluminated with UVA and UVB light on Escherichia coli and Bacillus subtilis," Appl. Microbiol. Biotechnol., vol. 95, 243-253, (2012)

[44]        P. Kongsong, L. Sikong, S. Niyomwas, and V. Rachpech, "Photocatalytic antibacterial performance of glass fibers thin film coated with N-doped Sn02/TiO2," Sci. World J., vol. 90, (2014)

Claims (5)

ΑΞΙΩΣΕΙΣ

1.    Πλαστικό χρώμα εσωτερικών χώρων και ακρυλικό χρώμα εξωτερικών χώρων που περιέχουν μεσοπορώδη τιτανία.

2.    Μεσοπορώδη τιτανία σύμφωνα με την Αξίωση 1 παρασκευάστηκε με τροποποιημένη μέθοδο sol-gel παρουσία επιφανειοδραστικού AOT (aerosol ΟΤ, dioctyl sodium sulfosuccinate) και βουτοξειδίου του τιτανίου Ti(ButO)4, και με πύρωση του παραγομένου gel-στους 450°C.

3.    Η μεσοπορώδη τιτανία σύμφωνα με τις αξιώσεις 1 και 2 προστέθηκε σε ποσοστό 5% w/v σε πλαστικό χρώμα εσωτερικών χώρων και ακρυλικό εξωτερικών χώρων

4.    Τα παρασκευασμένα χρώματα σύμφωνα με τις αξιώσεις 1,2 και 3 με φωτοκαταλυτική δράση yia οξείδωση NO σε UV και σε ορατή ακτινοβολία

5.    Τα παρασκευασμένα χρώματα σύμφωνα με τις αξιώσεις 1,2 καί 3 με αναστολή της ανάπτυξης βακτηρίων με σχετική μείωση των μονάδων σχηματισμού αποικιών (CFU)