PL228747B1 - Sposób zwiększenia aktywności fotokatalitycznej farby silikatowej zawierającej anataz - Google Patents

Sposób zwiększenia aktywności fotokatalitycznej farby silikatowej zawierającej anataz

Info

Publication number
PL228747B1
PL228747B1 PL408460A PL40846014A PL228747B1 PL 228747 B1 PL228747 B1 PL 228747B1 PL 408460 A PL408460 A PL 408460A PL 40846014 A PL40846014 A PL 40846014A PL 228747 B1 PL228747 B1 PL 228747B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
paint
plates
benzo
photocatalytic
pyrene
Prior art date
Application number
PL408460A
Other languages
English (en)
Other versions
PL408460A1 (pl
Inventor
Beata Tryba
Piotr Homa
Rafał Wróbel
Antoni Waldemar Morawski
Original Assignee
Zachodniopomorski Univ Technologiczny W Szczecinie
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zachodniopomorski Univ Technologiczny W Szczecinie filed Critical Zachodniopomorski Univ Technologiczny W Szczecinie
Priority to PL408460A priority Critical patent/PL228747B1/pl
Publication of PL408460A1 publication Critical patent/PL408460A1/pl
Publication of PL228747B1 publication Critical patent/PL228747B1/pl

Links

Landscapes

  • Catalysts (AREA)

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób zwiększenia aktywności fotokatalitycznej farby silikatowej zawierającej anataz.
Farby foto kata lityczne, to nowa grupa produktów, która może przyczynić się do poprawy jakości powietrza poprzez degradację gazowych zanieczyszczeń organicznych. Na rynku występują różne farby foto kata lityczne, zawierające fotoaktywny anataz pochodzący z produkcji bieli tytanowej metodą siarczanową. Należą do nich między innymi: akrylowa farba wewnętrzna IN, silikatowa farba fasadowa FA, lateksowa farba bakteriobójcza LX, farba silikatowa dla budownictwa komunikacyjnego DR. Wszystkie wymienione powyżej farby, zgodnie z danymi producenta, posiadają właściwości fotokatalityczne, polegające na degradacji różnych zanieczyszczeń gazowych, to jest dym papierosowy, SO2, CO, NOx, gazowe aldehydy i alkohole oraz aromatyczne i alifatyczne węglowodory, tj. benzen, toluen, ksylen, i inne. Farby te różnią się między sobą składem chemicznym, dlatego też ich zdolność do destrukcji zanieczyszczeń gazowych może osiągać różną skuteczność. W publikacji B. Tryba i inni, Photodegradation of Benzo-[A]-Pyrene on the Surface of the Photo-catalytic Paints and Analysis of the Degradation Products, Advanced Oxidation Technologies, 16,2013, 151-158 opisano badania aktywności fotokatalitycznej wyżej wymienionych farb do rozkładu modelowego zanieczyszczenia - benzo-[a]-pirenu, przedstawiciela związków WWA (Wielopierścieniowych Węglowodorów Aromatycznych). Badania wykazały, że farby IN oraz LX posiadały zdecydowanie większą aktywność niż farby FA i DR. W literaturze opisany jest szeroko wpływ węglanu wapnia, stosowanego jako wypełniacz w farbach, na aktywność fotokatalityczną farb. Stwierdzono, że obecność węglanu wapnia i krzemu w farbach fotokatalitycznych może przyczynić się do zwiększonej adsorpcji zanieczyszczeń gazowych, jak np. tlenków azotu na powierzchni farby, zwiększając w ten sposób degradację tlenków azotu (N. Allen et all., Polymer Degradation and Stability, 93, 2008,1632-1646). Z drugiej strony, duża zawartość węglanu wapnia, szczególnie w ilości powyżej 40% wag. może mieć odwrotny skutek, tzn. może hamować aktywność fotokatalityczną farby, ze względu na utrudniony dostęp cząstek zanieczyszczenia do aktywnych nanocząstek T1O2, co zostało opisane w publikacji: L. Caballero et all., Dyes and Pigments, 86, 2010, 56-62. Inni badacze (T. Marolt et alk, Photocatalytic activity of anatase-containing facade coatings, Surface & Coatings Technology, 206, 2011,1355-1361) stwierdzili, że zawartość wypełniaczy w farbach fotokatalitycznych do pewnej ilości jest bez wpływu na ich aktywność fotokatalityczną, jednakże po przekroczeniu optymalnej zawartości wpływa na zjawisko ekranowania promieni UV i znacznie osłabia działanie fotokatalityczne tych farb. Ci sami badacze dowiedli też, że zarówno obecność jak i zawartość czynników wiążących w farbach fotokatalitycznych nie ma wpływu na ich aktywność.
Analiza składu chemicznego farb przy wykorzystaniu skaningowego mikroskopu elektronowego z dyspersją energii promieniowania rentgenowskiego (SEM-EDX) wykazała, że farby silikatowe, o mniejszej aktywności fotokatalitycznej w stosunku do benzo-[a]-pirenu zawierały w sobie potas. Pochodził on ze szkła wodnego potasowego, będącego jednym ze składników tych farb.
Przeprowadzone badanie dystrybucji przestrzennej pierwiastków na powierzchni farb fotokatalitycznych z wykorzystaniem metody SEM-EDX wykazało, że miejsca występowania tytanu pokrywały się częściowo z miejscami występowania siarki. Obecność siarki związana była z występowaniem aktywnej formy dwutlenku tytanu T1O2 i była pozostałością z produkcji, w której jednym ze stosowanych surowców jest stężony kwas siarkowy (VI).
Miejsca występowania siarki związanej z aktywnym T1O2 pokrywały się z obszarami występowania potasu, co wskazywało, że potas pochodzący ze szkła wodnego może blokować dostęp do miejsc aktywnych związanych z występowaniem fotokatalitycznego T1O2. W wyniku przeprowadzonych badań nieoczekiwanie okazało się, że można zwiększyć aktywność fotokatalityczną farb silikatowych wypłukując z powierzchni pokrytych farbą potas.
Sposób zwiększenia aktywności fotokatalitycznej farby silikatowej zawierającej anataz, według wynalazku, charakteryzuje się tym, że powierzchnie pokryte fotokatalityczną farbą przemywa się wodą destylowaną w ilości co najmniej 3 litry na metr kwadratowy powierzchni pokrytej farbą, wymywając z nich potas. W wyniku zmniejszenia zawartości potasu w farbach silikatowych, uzyskuje się swobodniejszy dostęp do aktywnej formy TiC>2. Wraz z większą ilością wody użytej do przemywania silikatowej farby fotokatalitycznej wzrasta jej fotoaktywność.
Sposób według wynalazku przedstawiony jest w przykładach wykonania, przy czym przykład pierwszy i piąty są przykładami porównawczymi.
Przykład 1
Trzy płytki ceramiczne o powierzchni 45,65 cm2 pokryto fotokatalityczną silikatową farbą fasadową FA przy pomocy aerografu. Do pomalowania płytek użyto taką samą objętość farby, po dokładnym jej rozmieszaniu. Pomalowane płytki poddano suszeniu w temperaturze 25°C przez 24 godz. Następnie na tak przygotowane płytki naniesiono 1 cm3 roztworu benzo-[a]-pirenu o stężeniu 5 mg/dm3 i poddano naświetlaniu w komorze starzeniowej promieniowaniem z zakresu UV-Vis (750 W) przez okres 1 godz. Następnie powierzchnię każdej z płytek przemyto 25 cm3 acetonu w celu wypłukania benzo-[a]-pirenu i oznaczenia jego zawartości przy użyciu spektrofotometrii UV-Vis. Metoda oznaczenia benzopirenu w acetonie za pomocą spektrofotometrii UV-Vis została opisana dokładnie w artykule: B. Tryba i inni, Photodegradation of Benzo-[A]-Pyrene on the Surface of the Photocatalytic Paints and Analysis of the Degradation Products., Advanced Oxidation Technologies, 16, 2013, 151-158. Stopień usunięcia benzo-[a]-pirenu wynosił średnio z trzech płytek 25,5%. Następnie usunięto mechanicznie farbę z powierzchni płytek i poddano oznaczeniu składu pierwiastkowego na skaningowym mikroskopie elektronowym z dyspersją energii promieniowania rentgenowskiego (SEM-EDX). Stwierdzono, że stosunek Ti do K wynosił 5,28% wag.
Przykład 2
Trzy płytki ceramiczne o powierzchni 45,65 cm2 pokryto fotokatalityczną silikatową farbą fasadową FA przy pomocy aerografu. Do pomalowania płytek użyto taką samą objętość farby, po dokładnym jej rozmieszaniu. Pomalowane płytki poddano suszeniu w temperaturze 25°C przez 24 godz. Po wysuszeniu powierzchnię każdej płytki z serii przemyto wodą destylowaną w ilości: 10 cm3. Po przemyciu płytki suszono przez 1 godz. w 100°C. Na tak przygotowane płytki naniesiono następnie 1 cm3 roztworu benzo-[a]-pirenu o stężeniu 5 mg/dm3 i poddano naświetlaniu w komorze starzeniowej promieniowaniem z zakresu UV-Vis (750 W) przez okres 1 godz. Następnie powierzchnię każdej z płytek przemyto 25 cm3 acetonu w celu wypłukania benzo-[a]-pirenu i oznaczenia jego zawartości przy użyciu spektrofotometrii UV-Vis. Stopień usunięcia benzo-[a]-pirenu wynosił średnio z trzech płytek 33,0%. Następnie usunięto mechanicznie farbę z powierzchni płytek i poddano oznaczeniu składu pierwiastkowego na skaningowym mikroskopie elektronowym z dyspersją energii promieniowania rentgenowskiego (SEM-EDX). Stwierdzono, że stosunek Ti do K wynosił 5,75% wag.
Przykład 3
Trzy płytki ceramiczne o powierzchni 45,65 cm2 pokryto fotokatalityczną silikatową farbą fasadową FA przy pomocy aerografu. Do pomalowania płytek użyto taką samą objętość farby, po dokładnym jej rozmieszaniu. Pomalowane płytki poddano suszeniu w temperaturze 25°C przez 24 godz. Po wysuszeniu powierzchnię każdej płytki z serii przemyto wodą destylowaną w ilości: 15 cm3. Po przemyciu płytki suszono przez 1 godz. w 100°C. Na tak przygotowane płytki naniesiono następnie 1 cm3 roztworu benzo-[a]-pirenu o stężeniu 5 mg/dm3 i poddano naświetlaniu w komorze starzeniowej promieniowaniem z zakresu UV-Vis (750 W) przez okres 1 godz. Następnie powierzchnię każdej z płytek przemyto 25 cm3 acetonu w celu wypłukania benzo-[a]-pirenu i oznaczenia jego zawartości przy użyciu spektrofotometrii UV-Vis. Stopień usunięcia benzo-[a]-pirenu wynosił średnio z trzech płytek 35,7%. Następnie usunięto mechanicznie farbę z powierzchni płytek i poddano oznaczeniu składu pierwiastkowego na skaningowym mikroskopie elektronowym z dyspersją energii promieniowania rentgenowskiego (SEM-EDX). Stwierdzono, że stosunek Ti do K wynosił 6,08% wag.
Przykład 4
Trzy płytki ceramiczne o powierzchni 45,65 cm2 pokryto fotokatalityczną silikatową farbą fasadową FA przy pomocy aerografu. Do pomalowania płytek użyto taką samą objętość farby, po dokładnym jej rozmieszaniu. Pomalowane płytki poddano suszeniu w temperaturze 25°C przez 24 godz. Po wysuszeniu powierzchnię każdej płytki z serii przemyto wodą destylowaną w ilości: 25 cm3. Po przemyciu płytki suszono przez 1 godz. w 100°C. Na tak przygotowane płytki naniesiono następnie 1 cm3 roztworu benzo-[a]-pirenu o stężeniu 5 mg/dm3 i poddano naświetlaniu w komorze starzeniowej promieniowaniem z zakresu UV-Vis (750 W) przez okres 1 godz. Następnie powierzchnię każdej z płytek przemyto 25 cm3 acetonu w celu wypłukania benzo-[a]-pirenu i oznaczenia jego zawartości przy użyciu spektrofotometrii UV-Vis. Stopień usunięcia benzo-[a]-pirenu wynosił średnio z trzech płytek 37,9%. Następnie usunięto mechanicznie farbę z powierzchni płytek i poddano oznaczeniu składu pierwiastkowego na skaningowym mikroskopie elektronowym z dyspersją energii promieniowania rentgenowskiego (SEM-EDX). Stwierdzono, że stosunek Ti do K wynosił 6,11% wag.
Przykład 5
Trzy płytki ceramiczne o powierzchni 45,65 cm2 pokryto fotokatalityczną silikatową farbą fasadową DR przy pomocy aerografu. Do pomalowania płytek użyto taką samą objętość farby, po dokładnym jej rozmieszaniu. Pomalowane płytki poddano suszeniu w temperaturze 25°C przez 24 godz. Następnie na tak przygotowane płytki naniesiono 1 cm3 roztworu benzo-[a]-pirenu o stężeniu 5 mg/dm3 i poddano naświetlaniu w komorze starzeniowej promieniowaniem z zakresu UV-Vis (750 W) przez okres 1 godz. Następnie powierzchnię każdej z płytek przemyto 25 cm3 acetonu w celu wypłukania benzo-[a]-pirenu i oznaczenia jego zawartości przy użyciu spektrofotometrii UV-Vis. Stopień usunięcia benzo-jaj-pirenu wynosił średnio z trzech płytek 22,1%. Następnie usunięto mechanicznie farbę z powierzchni płytek i poddano oznaczeniu składu pierwiastkowego na skaningowym mikroskopie elektronowym z dyspersją energii promieniowania rentgenowskiego (SEM-EDX). Stwierdzono, że stosunek Ti do K wynosił 5,9% wag.
Przykład 6
Trzy płytki ceramiczne o powierzchni 45,65 cm2 pokryto fotokatalityczną silikatową farbą fasadową DR przy pomocy aerografu. Do pomalowania płytek użyto taką samą objętość farby, po dokładnym jej rozmieszaniu. Pomalowane płytki poddano suszeniu w temperaturze 25°C przez 24 godz. Po wysuszeniu powierzchnię każdej płytki z serii przemyto wodą destylowaną w ilości: 15 cm3. Po przemyciu płytki suszono przez 1 godz. w 100°C. Na tak przygotowane płytki naniesiono następnie 1 cm3 roztworu benzo-[a]-pirenu o stężeniu 5 mg/dm3 i poddano naświetlaniu w komorze starzeniowej promieniowaniem z zakresu UV-Vis (750 W) przez okres 1 godz. Następnie powierzchnię każdej z płytek przemyto 25 cm3 acetonu w celu wypłukania benzo-[a]-pirenu i oznaczenia jego zawartości przy użyciu spektrofotometrii UV-Vis. Stopień usunięcia benzo-[a]-pirenu wynosił średnio z trzech płytek 27,6%. Następnie usunięto mechanicznie farbę z powierzchni płytek i poddano oznaczeniu składu pierwiastkowego na skaningowym mikroskopie elektronowym z dyspersją energii promieniowania rentgenowskiego (SEM-EDX). Stwierdzono, że stosunek Ti do K wynosił 9,5% wag.
Przykład 7
Trzy płytki ceramiczne o powierzchni 45,65 cm2 pokryto fotokatalityczną silikatową farbą fasadową DR przy pomocy aerografu. Do pomalowania płytek użyto taką samą objętość farby, po dokładnym jej rozmieszaniu. Pomalowane płytki poddano suszeniu w temperaturze 25°C przez 24 godz. Po wysuszeniu powierzchnię każdej płytki z serii przemyto wodą destylowaną w ilości: 50 cm3. Po przemyciu płytki suszono przez 1 godz. w 100°C. Na tak przygotowane płytki naniesiono następnie 1 cm3 roztworu benzo-[a]-pirenu o stężeniu 5 mg/dm3 i poddano naświetlaniu w komorze starzeniowej promieniowaniem z zakresu UV-Vis (750 W) przez okres 1 godz. Następnie powierzchnię każdej z płytek przemyto 25 cm3 acetonu w celu wypłukania benzo-[a]-pirenu i oznaczenia jego zawartości przy użyciu spektrofotometrii UV-Vis. Stopień usunięcia benzo-[a]-pirenu wynosił średnio z trzech płytek 28,2%. Następnie usunięto mechanicznie farbę z powierzchni płytek i poddano oznaczeniu składu pierwiastkowego na skaningowym mikroskopie elektronowym z dyspersją energii promieniowania rentgenowskiego (SEM-EDX). Stwierdzono, że stosunek Ti do K wynosił 10,3% wag.

Claims (2)

  1. Zastrzeżenie patentowe
  2. 1. Sposób zwiększenia aktywności fotokatalitycznej farby silikatowej zawierającej anataz, znamienny tym, że powierzchnie pokryte fotokatalityczną farbą przemywa się wodą destylowaną w ilości co najmniej 3 litry na metr kwadratowy powierzchni pokrytej farbą.
PL408460A 2014-06-06 2014-06-06 Sposób zwiększenia aktywności fotokatalitycznej farby silikatowej zawierającej anataz PL228747B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL408460A PL228747B1 (pl) 2014-06-06 2014-06-06 Sposób zwiększenia aktywności fotokatalitycznej farby silikatowej zawierającej anataz

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL408460A PL228747B1 (pl) 2014-06-06 2014-06-06 Sposób zwiększenia aktywności fotokatalitycznej farby silikatowej zawierającej anataz

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL408460A1 PL408460A1 (pl) 2015-12-07
PL228747B1 true PL228747B1 (pl) 2018-05-30

Family

ID=54776651

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL408460A PL228747B1 (pl) 2014-06-06 2014-06-06 Sposób zwiększenia aktywności fotokatalitycznej farby silikatowej zawierającej anataz

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL228747B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL408460A1 (pl) 2015-12-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ismail et al. Ease synthesis of mesoporous WO3–TiO2 nanocomposites with enhanced photocatalytic performance for photodegradation of herbicide imazapyr under visible light and UV illumination
Uddin et al. Cotton textile fibres coated by Au/TiO2 films: Synthesis, characterization and self cleaning properties
Sohrabnezhad et al. Photocatalytic degradation of basic blue 9 by CoS nanoparticles supported on AlMCM-41 material as a catalyst
Gherardi et al. Efficient self-cleaning treatments for built heritage based on highly photo-active and well-dispersible TiO2 nanocrystals
Luna et al. Photocatalytic TiO2 nanosheets-SiO2 coatings on concrete and limestone: An enhancement of de-polluting and self-cleaning properties by nanoparticle design
Moafi et al. Photocatalytic self-cleaning properties of cellulosic fibers modified by nano-sized zinc oxide
Petrovič et al. Determination of the photocatalytic efficiency of TiO2 coatings on ceramic tiles by monitoring the photodegradation of organic dyes
Mahyar et al. Characterization and photocatalytic activity of SiO2-TiO2 mixed oxide nanoparticles prepared by sol-gel method
Liu et al. Facile synthesis of spherical nano hydroxyapatite and its application in photocatalytic degradation of methyl orange dye under UV irradiation
Tryba et al. Photocatalytic decomposition of benzo-[a]-pyrene on the surface of acrylic, latex and mineral paints. Influence of paint composition
US20210114893A1 (en) NITROGEN-DOPED TiO2 NANOPARTICLES AND THE USE THEREOF IN PHOTOCATALYSIS
EP1732992A1 (de) Kohlenstoffhaltiger titandioxid-photokatalysator und verfahren zu seiner herstellung
Tan et al. A comparison of TiO2 coated self-cleaning cotton by the sols from peptizing and hydrothermal routes
DE102007019040A1 (de) Verbesserte Photokatalysatoren auf Basis Titandioxid
Tryba et al. Improvement of photocatalytic activity of silicate paints by removal of K2SO4
Puentes-Cárdenas et al. Simultaneous decolorization and detoxification of black reactive 5 using TiO2 deposited over borosilicate glass
Deng et al. Synthesis of C–Cl-codoped titania/attapulgite composites with enhanced visible-light photocatalytic activity
Sriwong et al. Photocatalytic activity of rubber sheet impregnated with TiO2 particles and its recyclability
Bianchi et al. Self-cleaning measurements on tiles manufactured with microsized photoactive TiO2
Channei et al. Utilizing banana peel in conjunction with TiO2 photocatalyst for the efficient decolorization of malachite green
Aruldoss et al. Photocatalytic degradation of phenolic syntan using TiO2 impregnated activated carbon
FI117754B (fi) Titaanidioksidituote, sen valmistusmenetelmä ja käyttö fotokatalyyttinä
Liu et al. Synthesis and characterization of cube-like Ag@ AgCl-doped TiO2/fly ash cenospheres with enhanced visible-light photocatalytic activity
CN109317129A (zh) 一种微米尺度高活性氧化镁光催化剂的制备方法
Homa et al. Impact of paint matrix composition and thickness of paint layer on the activity of photocatalytic paints