GR1009029B - Preparation of mesoporous titanium dioxide with improved photocatalytic and anti-microbial activity- application to surface paints for the sanitation of indoor and outdoor spaces - Google Patents
Preparation of mesoporous titanium dioxide with improved photocatalytic and anti-microbial activity- application to surface paints for the sanitation of indoor and outdoor spaces Download PDFInfo
- Publication number
- GR1009029B GR1009029B GR20150100556A GR20150100556A GR1009029B GR 1009029 B GR1009029 B GR 1009029B GR 20150100556 A GR20150100556 A GR 20150100556A GR 20150100556 A GR20150100556 A GR 20150100556A GR 1009029 B GR1009029 B GR 1009029B
- Authority
- GR
- Greece
- Prior art keywords
- photocatalytic
- paints
- indoor
- tio2
- visible
- Prior art date
Links
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 64
- 239000003973 paint Substances 0.000 title claims abstract description 31
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 title claims abstract description 25
- 230000000845 anti-microbial effect Effects 0.000 title abstract description 8
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 6
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 title abstract description 3
- 239000004599 antimicrobial Substances 0.000 title 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 23
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 7
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 claims abstract description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims abstract description 3
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 10
- APSBXTVYXVQYAB-UHFFFAOYSA-M sodium docusate Chemical compound [Na+].CCCCC(CC)COC(=O)CC(S([O-])(=O)=O)C(=O)OCC(CC)CCCC APSBXTVYXVQYAB-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- 230000001332 colony forming effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 3
- CDOUZKKFHVEKRI-UHFFFAOYSA-N 3-bromo-n-[(prop-2-enoylamino)methyl]propanamide Chemical compound BrCCC(=O)NCNC(=O)C=C CDOUZKKFHVEKRI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- LYAVXWPXKIFHBU-UHFFFAOYSA-N N-{2-[(1,2-diphenylhydrazinyl)carbonyl]-2-hydroxyhexanoyl}-6-aminohexanoic acid Chemical compound C=1C=CC=CC=1N(C(=O)C(O)(C(=O)NCCCCCC(O)=O)CCCC)NC1=CC=CC=C1 LYAVXWPXKIFHBU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- YHWCPXVTRSHPNY-UHFFFAOYSA-N butan-1-olate;titanium(4+) Chemical compound [Ti+4].CCCC[O-].CCCC[O-].CCCC[O-].CCCC[O-] YHWCPXVTRSHPNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 235000019329 dioctyl sodium sulphosuccinate Nutrition 0.000 claims description 2
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 claims description 2
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 claims 1
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 6
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 3
- 238000001429 visible spectrum Methods 0.000 abstract description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000002211 ultraviolet spectrum Methods 0.000 abstract 1
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 8
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 8
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 238000011160 research Methods 0.000 description 4
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 4
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 241000191967 Staphylococcus aureus Species 0.000 description 3
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 3
- 238000004887 air purification Methods 0.000 description 3
- 239000012496 blank sample Substances 0.000 description 3
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 3
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 2
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 2
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 2
- 238000002296 dynamic light scattering Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 230000036541 health Effects 0.000 description 2
- JARKCYVAAOWBJS-UHFFFAOYSA-N hexanal Chemical compound CCCCCC=O JARKCYVAAOWBJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000010907 mechanical stirring Methods 0.000 description 2
- HGBOYTHUEUWSSQ-UHFFFAOYSA-N pentanal Chemical compound CCCCC=O HGBOYTHUEUWSSQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 2
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 2
- GFAZHVHNLUBROE-UHFFFAOYSA-N 1-hydroxybutan-2-one Chemical compound CCC(=O)CO GFAZHVHNLUBROE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N Fe3+ Chemical compound [Fe+3] VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000192125 Firmicutes Species 0.000 description 1
- 241000186805 Listeria innocua Species 0.000 description 1
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000293871 Salmonella enterica subsp. enterica serovar Typhi Species 0.000 description 1
- 241000607762 Shigella flexneri Species 0.000 description 1
- 206010041925 Staphylococcal infections Diseases 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 1
- IKHGUXGNUITLKF-XPULMUKRSA-N acetaldehyde Chemical compound [14CH]([14CH3])=O IKHGUXGNUITLKF-XPULMUKRSA-N 0.000 description 1
- 238000003916 acid precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000000809 air pollutant Substances 0.000 description 1
- 231100001243 air pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 230000003698 anagen phase Effects 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N methanone Chemical compound O=[14CH2] WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 1
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 239000002127 nanobelt Substances 0.000 description 1
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 description 1
- 238000000696 nitrogen adsorption--desorption isotherm Methods 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000241 respiratory effect Effects 0.000 description 1
- 238000011012 sanitization Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000002336 sorption--desorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009281 ultraviolet germicidal irradiation Methods 0.000 description 1
- 238000002371 ultraviolet--visible spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000012855 volatile organic compound Substances 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
- B01J21/06—Silicon, titanium, zirconium or hafnium; Oxides or hydroxides thereof
- B01J21/063—Titanium; Oxides or hydroxides thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D1/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on inorganic substances
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
Description
ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ DESCRIPTION
Παρασκευή μεσοπορώδους τιτανίας με βελτιωμένη φωτοκαταλυτική και αντιμικροβιακή δράση και εφαρμογή σε χρώματα επιφανειών με στόχο την εξυγίανση εσωτερικών και εξωτερικών χώρων Preparation of mesoporous titania with improved photocatalytic and antimicrobial action and application in surface paints with the aim of sanitizing indoor and outdoor spaces
Αιτούντετ και εφευρέτες Students and inventors
Βαϊμάκης Τιβέριος, Σκούρας Γεώργιος, Τάτση Γεωργία, Τσούφλα Μαριάννα, Νάννου Χριστίνα, Τσάφου Σοφία, Τράπαλης Χρηστός, Todorova Nadia, Μητσιώνης Αναστάσιος Tiberios Vaimakis, Georgios Skouras, Georgia Tatsi, Marianna Tsoufla, Christina Nannou, Sophia Tsafou, Christos Trapalis, Nadia Todorova, Anastasios Mitsionis
Περιοχή εφεύρεσης Invention area
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. The present invention concerns a method of preparing mesoporous titania (TiO2) by the sol-gel method and its use in indoor and outdoor paints with the aim of breaking down gaseous pollutants in the atmosphere as well as self-cleaning surfaces. The improved nanostructured titania exhibits photocatalytic activity in both UV and visible radiation compared to Degussa (P25) which exhibits photocatalytic activity only in UV radiation.
Υπόβαθρο της εφεύρεσης Background of the invention
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]: Titanium dioxide as a photocatalyst is used in many industrial applications as it has many advantages such as being inert, resistant to corrosion, requiring less post-processing and this makes it less expensive, there are enough reserves so there is no question of running out for many more years, it is friendly in the environment and in humans, it is a semiconductor and exhibits increased photocatalytic activity. The photocatalytic ability of TiO2 was discovered in 1972 by Fujishima and Honda. When TiO2 is irradiated with photons with energy greater than the band gap, Eg(eV), electrons leave the valence band and excitedly jump to the conduction band. At the same time, they leave a positive charge (hole) in the position they were in. Such a pair that occurs inside a particle is called an electron-hole pair. OL most characteristic reactions that take place in the photocatalytic process in the presence of titanium oxide are [1,2]:
TiΟ2+ hv(UV) — > TiΟ2(eCB+ hVΒ<+>) (1) TiO2+ hv(UV) — > TiO2(eCB+ hVB<+>) (1)
TiO2(hVB<+>) H2O -> TiO2+ H<+>+ OH<*>(2) TiO2(hVB<+>) H2O -> TiO2+ H<+>+ OH<*>(2)
TiO2(hVB<+>) OH<'>-> TiO2+ OH' (3) TiO2(hVB<+>) OH<'>-> TiO2+ OH' (3)
TiO2(eCB ) + O2 > TiO2 + O2‘ (4) TiO2(eCB) + O2 > TiO2 + O2' (4)
O2- H<+>-> HO2‘(5) 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. TiO2 as a photocatalyst has received a lot of attention in recent years for air purification applications, especially for the removal of atmospheric pollutants from anthropogenic sources, such as NOx, VOCs, etc. Nitrogen oxides (NOx) pollution, as a result of the extensive burning of biomass and minerals, has become an urgent environmental problem with a strong impact on the earth and human health [3]. Some of the major adverse environmental and health issues arising from high levels of NOx (NO and NO2) are the burden on the formation of the ozone hole, the production of smog that leads to low visibility and respiratory problems, and the formation of toxic solid particles of size less than 2.5μm. NOx derivatives are also able to react with water vapor and produce acid rain similar to other air pollutants.
Σύμφωνα με το ISO 22197-1:2007 για την απομάκρυνση των Νιτρικών Οξειδίων , οι βασικές αντιδράσεις που λαμβάνουν στην επιφάνεια τουΤϊO2χώρα είναι [5-8]: According to ISO 22197-1:2007 for the removal of Nitric Oxides, the main reactions that take place on the surface of TiO2 are [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]. The ISO 22197-1: 2007 method was created to provide a standard for NO determination and NO2 removal. According to the ISO standard the sample must be pre-irradiated with UV radiation for at least 5 hours in air to decompose any residual organic matter, followed by washing the sample with water. This step is preparation so that the surface exposed to NOx can be considered excellent [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]. A number of studies focused on the application of TiO2 in wax materials and construction components such as paints etc. [10-12]. Colors have been developed to decorate and protect our environment [13]. However, only a few scientific articles have been published about colors and their photocatalytic activity [14-15]. For example, Uhde and Salthammer [16] reported that irradiated dyes produce undesirable and highly toxic by-products such as formaldehyde, acetaldehyde, pentanal, 1-hydroxy-butanone, and hexanal. This observation is further emphasized by Kolarikand Toftum. Auvinen et al. and Geiss et al. found relatively high amounts of organic compounds, such as ketones formed by the decomposition of binders and additives [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]. Air purification using photocatalytic dyes has been the focus of other research groups as well [20,21,22]. According to Hochmannova and Vytrasova [20], UV light emitted by fluorescent lights is able to ensure the photocatalytic action of paints incorporating zinc oxide nanoparticles. A number of studies focused on the application of TiO2 in wax materials and construction components such as paints, etc. [10-12]. Most research has focused on the photocatalytic action of TiO2 paints in UV radiation and in indoor paints [23], however UV radiation corresponds to 3-5% of solar radiation. For this reason attention has been focused on the design and development of the new generation of TiO2 or other photocatalysts with the aim of extending the absorption band in the visible spectrum. Efficient utilization of ambient light is an energy-saving method and enhances the photocatalytic activity of photocatalysts [24-31]. It was found that N doping [37,39,131] was effective for the photocatalytic activity of TiO2 under visible radiation [32-34].
Ένας σημαντικός αριθμός μελετών επιβεβαιώνει την ανημικροβιακή ικανότητα της νανοδομημένης τιτανίας, τροποποιημένης και μη με ιόντα μετάλλων. A significant number of studies confirm the antimicrobial capacity of nanostructured titania, modified and not with metal ions.
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]. According to many studies, titania nanoparticles (TiO2) in combination with UV radiation, bring about a significant antimicrobial effect on microbial colonies, with the main representatives being E. Coli [35-37] but also 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]. The antimicrobial capacity of titania modified with metal cations, such as those of iron (Fe3+) [40], copper (Cu+)[41] or zinc (Zn2+)[42,43], is often mentioned in the literature. Similar results have been reported. and in studies of N-modified 3SnO2/TiO2 particles for the Gram-negative bacteria E. Coli, Salmonella typhi<'>and for the positive 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 The present research refers to the preparation of mesoporous titania and its addition to interior and exterior paints with photocatalytic and antimicrobial action in UV and visible radiation
Μέθοδος παρασκευής μεσοπορώδους τιτανίας Method for preparing mesoporous titania
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 In a Methanol/Ethanol solution with a ratio of 1/1 v/v was added surfactant AOT (aerosol OT, dioctyl sodium sulfosuccinate) and titanium butoxide Ti(ButO)4, with a mole ratio of 1/1. This was followed by stirring for 24h. Then 1M hydrochloric acid was added dropwise to carry out the hydrolysis and the solution was stirred for 24h. This was followed by drying at 90°C for 24h and the baking of the material took place at 450°C for 3h. The mesoporous titania was characterized by X-ray diffraction, dynamic light scattering (DLS), nitrogen adsorption-desorption (BET), diffuse UV-visible recall spectroscopy, photocatalytic oxidation of nitrogen monoxide under UV irradiation and photocatalytic oxidation of carbon monoxide. of nitrogen under visible radiation
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. From the x-ray diffraction patterns (Figure 1) it is observed that the nanostructured titania is single-phase and consists of anatase. The crystallite size was estimated to be 13nm. The particle size distribution (Figure 2) gave a relatively narrow particle size distribution from 200 to 500 nm with an average diameter of 288 nm. The nitrogen adsorption-desorption isotherm curves at 77K are of type IV and H2 hysteresis loop corresponding to mesoporous titania (Figure 3). maximum pore size 1.6 nm. From the UV-Vis spectrum (Figure 4) it is observed that the nanostructured titania absorbs a large part of the radiation in the visible light region. The energy gap was calculated to be 3.08eV (Figure 5). In the oxidation of nitrogen monoxide (NO) in both UV (Figure 6) and visible (Figure 7) radiation, the sample shows increased photocatalytic activity.
Φωτοκαταλυτική δραστικότητα χρωμάτων ενισχυμένα με την μεσοπορώδους τιτανία Photocatalytic activity of paints enhanced with mesoporous titania
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). Two types of paints were used in this research: acrylic and plastic for exterior and interior, respectively. 10g of mesoporous titania was added to 100mL of acrylic paint and correspondingly to 100mL of plastic paint, followed by mechanical stirring for 1h. Special surfaces were coated with 2 layers of plastic and acrylic paint respectively. In the oxidation of nitrogen monoxide under UV radiation, increased photocatalytic activity was observed in both samples with better activity in acrylic paint with mesoporous titania (Figures 8-9). Similarly, both samples showed activity in the oxidation of nitric oxide in visible radiation proportional to the intensity of the absorbed radiation (Figures 10-11).
Αντιμικροβιακή δράση χρωμάτων ενισχυμένα την μεσοπορώδη τιτανία Antimicrobial action of paints enhanced the mesoporous titania
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. The bacterium Staphylococcus aureus (Newman Strain), which belongs to Gram-positive bacteria and is the most frequent cause of staphylococcal infections, was examined to study the antibacterial action of mesoporous titania on paint-coated surfaces.
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. The bacterial culture was grown on an agar plate for 24 hours at 37°C and then a single colony was transferred to 5 mL of liquid LB medium (Luria Broth) and incubated (overnight) at 37°C under mechanical agitation (110 rpm) . Then followed a dilution (1:100) of the pre-culture with nutrient material and incubation in the same conditions for 2 hours, at which time the bacterial strain was in the exponential growth phase, where the nutrient medium is replaced with PBS and the absorbance is measured at 660 nm. From the absorption, the concentration of the bacterial culture was calculated, which was of the order of 10<8>cfu/mL Finally, with successive dilutions in PBS we reach the desired concentration of 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. First we have the preparation of agar plates, where the bacterial strain is coated and a single colony is transferred to liquid nutrient material LB medium. In 24-place Petri dishes, the surface was coated with a base of plastic and acrylic paints containing 5% of mesoporous titania. The coated plates were placed under a gentle stream of nitrogen for 10 min, left in a common crucible at 100 °C for 30 min, followed by pre-irradiation with UV radiation for 30 min, to completely sterilize the plates at 121 °C. The photocatalytic - antibacterial experiments were carried out in the presence of visible radiation under mechanical stirring using an LED lamp, light emitting diode, 10 W/m<2> at 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. 2ml of bacterial culture with a concentration of 10<1>cfu/mL was added to the coated plates based on plastic and acrylic paints, respectively, containing 5% of mesoporous titania, i.e. 10<3> bacteria. The plates were left under continuous mechanical agitation (300 rpm) in the presence of visible radiation in LED (Light Emitting Diode) lamps for various times of 15, 30, 45 and 60 minutes as well as 9 and 24 hours. After the end of the irradiation time, 100μl of each sample was transferred for plating on agar plates. After keeping the plates in an incubation chamber at 37 °C for 24 h, the colonies of the remaining bacteria were counted and compared to their original number as well as to their number in the blank samples. The experiments were carried out in double conditions with the presence of blank samples having only the bacterial culture in uncoated positions of the polyplate as well as the bacterial culture in coated positions with the base of plastic and acrylic paint respectively.
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. Figures 1-3 show the antibacterial activity in the presence of visible radiation on coated surfaces of plastic paint containing 5% of mesoporous titania. A decrease in colony forming units (CFU) is observed in the samples throughout the irradiation as well as in the blank samples containing only the plastic color base.
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). Likewise, for the antibacterial activity in the presence of visible radiation on coated surfaces of acrylic paint containing 5% of mesoporous titania, a relative reduction of colony forming units (CFU) is observed in the samples throughout the irradiation period (fig. 4-6).
Βιβλιογραφία Bibliography
[1] E.Gal,P. Aires ,E. Chamarro, S. Esplugas, Photochemical degradation of parathion in aqueous solutions Wat. Res 26 (1992) 911 [1] E.Gal,P. Ayres, 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 [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 [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 [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 . [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. [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. [7] S. Devahasdin, C. Fan, K. Li, D.H. Chen, TiO2 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. [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) [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 [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 [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 [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 [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. [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). [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. [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. [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. [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. [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. [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. [21] V.M. Sousa, C.M. Manaia, A. Mendes, O.C. Nunes, Photoinactivation of various antibiotic resistant strains of Escherichia 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. [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] 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 [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 [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 [25] Du J, Chen W, Zhao C, Dai Y. Photocatalytic decompositions of gaseous HCHO over Ag-TiO2 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. [26] Feng H, Yu LE, Zhang M-H. Ultrasonic synthesis and photocatalytic performance of metal ions 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 [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 [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 [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 [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) I-A
[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 [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 [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 [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 [34] Sannino D, Vaiano V, Sacco O, Ciambelli P. Mathematical modeling 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). [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) [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) [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) [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) [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) [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) [41] H. Wu, X. Zhang, Z. Geng, Y. Yin, R. Hang, X. Huang, X. Yao, and B. Tang, "Preparation, antibacterial effects and corrosion resistance 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) [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) [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) [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)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GR20150100556A GR1009029B (en) | 2015-12-24 | 2015-12-24 | Preparation of mesoporous titanium dioxide with improved photocatalytic and anti-microbial activity- application to surface paints for the sanitation of indoor and outdoor spaces |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GR20150100556A GR1009029B (en) | 2015-12-24 | 2015-12-24 | Preparation of mesoporous titanium dioxide with improved photocatalytic and anti-microbial activity- application to surface paints for the sanitation of indoor and outdoor spaces |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| GR1009029B true GR1009029B (en) | 2017-05-09 |
Family
ID=59497305
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| GR20150100556A GR1009029B (en) | 2015-12-24 | 2015-12-24 | Preparation of mesoporous titanium dioxide with improved photocatalytic and anti-microbial activity- application to surface paints for the sanitation of indoor and outdoor spaces |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| GR (1) | GR1009029B (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060257312A1 (en) * | 2004-11-23 | 2006-11-16 | Carmine Torardi | Mesoporous oxide of titanium |
| WO2009029854A1 (en) * | 2007-08-31 | 2009-03-05 | Millennium Inorganic Chemicals, Inc. | Photocatalytic coating |
| US20090192252A1 (en) * | 2008-01-30 | 2009-07-30 | John Stration | Photocatalytic coating compositions |
-
2015
- 2015-12-24 GR GR20150100556A patent/GR1009029B/en active IP Right Grant
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060257312A1 (en) * | 2004-11-23 | 2006-11-16 | Carmine Torardi | Mesoporous oxide of titanium |
| WO2009029854A1 (en) * | 2007-08-31 | 2009-03-05 | Millennium Inorganic Chemicals, Inc. | Photocatalytic coating |
| US20090192252A1 (en) * | 2008-01-30 | 2009-07-30 | John Stration | Photocatalytic coating compositions |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Karthikeyan et al. | Photocatalytic and antimicrobial activities of chitosan-TiO2 nanocomposite | |
| Jalvo et al. | Antimicrobial and antibiofilm efficacy of self-cleaning surfaces functionalized by TiO2 photocatalytic nanoparticles against Staphylococcus aureus and Pseudomonas putida | |
| Amin et al. | Synthesis of TiO2–Ag nanocomposite with sol–gel method and investigation of its antibacterial activity against E. coli | |
| Wang et al. | Advances in photocatalytic disinfection of bacteria: development of photocatalysts and mechanisms | |
| Liou et al. | Bactericidal effects and mechanisms of visible light-responsive titanium dioxide photocatalysts on pathogenic bacteria | |
| Rizzo et al. | Effect of solar simulated N-doped TiO2 photocatalysis on the inactivation and antibiotic resistance of an E. coli strain in biologically treated urban wastewater | |
| Liu et al. | Thermal-sprayed photocatalytic coatings for biocidal applications: A review | |
| Tung et al. | Self-cleaning fibers via nanotechnology: a virtual reality | |
| Sharma et al. | TiO2–Fe2O3 nanocomposite heterojunction for superior charge separation and the photocatalytic inactivation of pathogenic bacteria in water under direct sunlight irradiation | |
| Kongsong et al. | Photocatalytic antibacterial performance of glass fibers thin film coated with N-doped SnO 2/TiO 2 | |
| Maurya et al. | Surface functionalization of TiO2 with plant extracts and their combined antimicrobial activities against E. faecalis and E. coli | |
| Saravanan et al. | Photocatalytic disinfection of micro-organisms: Mechanisms and applications | |
| Yan et al. | Efficient photocatalytic disinfection of Escherichia coli by N-doped TiO2 coated on coal fly ash cenospheres | |
| Huang et al. | Photocatalytic inactivation of Klebsiella pneumoniae by visible-light-responsive N/C-doped and N-tourmaline/palladium-C-codoped TiO2 | |
| JP2009525246A5 (en) | ||
| Tseng et al. | Antibacterial performance of nanoscaled visible-light responsive platinum-containing titania photocatalyst in vitro and in vivo | |
| Tobaldi et al. | Effects of Cu, Zn and Cu-Zn addition on the microstructure and antibacterial and photocatalytic functional properties of Cu-Zn modified TiO2 nano-heterostructures | |
| Padmanabhan et al. | Antibacterial self-cleaning binary and ternary hybrid photocatalysts of titanium dioxide with silver and graphene | |
| Caballero et al. | Photocatalytic inactivation of Escherichia coli using doped titanium dioxide under fluorescent irradiation | |
| Mohl et al. | Titania nanofibers in gypsum composites: an antibacterial and cytotoxicology study | |
| Asadi et al. | Effect of synthesis method on NS-TiO2 photocatalytic performance | |
| Garvey et al. | Titania nanotube photocatalysts for effectively treating waterborne microbial pathogens | |
| Schutte-Smith et al. | Using visible light to activate antiviral and antimicrobial properties of TiO2 nanoparticles in paints and coatings: Focus on new developments for frequent-touch surfaces in hospitals | |
| Petronella et al. | Photocatalytic application of Ag/TiO2 hybrid nanoparticles | |
| FI117754B (en) | Titanium dioxide product, process for its preparation and use as a photocatalyst |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PG | Patent granted |
Effective date: 20170804 |