Kaikki fotokatalyysistä

Fotokatalyysiä voidaan käyttää monilla eri aloilla, kuten ilman ja veden käsittelyssä sekä teollisuuden sovelluksissa. Se on erittäin tehokas menetelmä ilman epäpuhtauksien, erityisesti haihtuvien orgaanisten yhdisteiden (VOC-yhdisteiden), poistamiseksi hengitysilmastamme. Mitä fotokatalyysi tarkalleen ottaen on? Miten se toimii? Lue lisää.

Mitä fotokatalyysi on?

Fotokatalyysi, jota kutsutaan myös fotokatalyyttiseksi hajoamiseksi, on yksinkertaisesti valon kiihdyttämä kemiallinen reaktio. Etymologian mukaan "photo" tarkoittaa "valoa" ja "catalysis" tarkoittaa "liukenemista". Katalyytti aiheuttaa tai nopeuttaa kemiallista reaktiota.

Fotokatalyysi periaatteessa

Fotokatalyysi on yksinkertainen redox-reaktio (pelkistymis- ja hapettumisreaktio), jossa puolijohde (titaanioksidi eli TiO2, katalyytti) aktivoidaan valolla (UV-säteillä). Se on epäpuhtauksien hajoamista ja hajottamista käyttämällä valonsäteitä katalyytin pinnalla. (tarkemmin sanottuna fotokatalyytti). Prosessin tuloksena syntyy vettä ja hiilidioksidia.

Fotokatalyysi käytännössä: toimiiko se ilmanpuhdistimessa?

Fotokatalyysitekniikkaa sisältävä ilmanpuhdistuslaite käyttää sisäilman puhdistamiseen fotokatalyyttistä hapetustekniikkaa.

Ilmanpuhdistimen keskellä sijaitsevat UV-lampun säteet. Nämä säteet osuvat sitten monikerroksisen suodattimen sisäiseen kerrokseen, joka on valmistettu valokatalyytti TiO2:sta.

Kun TiO2 ja UV-valo yhdistyvät, ilmassa olevan hapen ja veden välillä tapahtuu reaktio, jossa syntyy vapaita radikaaleja (joita kutsutaan myös "aktiiviseksi hapeksi"). Nämä vapaat radikaalit ovat erittäin saastuttavia ja tuhoavat ympäristöä. ilman epäpuhtauksia. Prosessi on hyödyllinen kaikentyyppisiä epäpuhtauksia vastaan, mutta se on erityisen hyödyllinen VOC-yhdisteitä vastaan. Puhdistettu ilma kierrätetään sitten takaisin huoneeseen.

Tässä on teknisempi selitys kemian ystäville:

• TiO2, katalyytti, vapauttaa elektroneja, kun UV-säteet antavat sille energiaa.
• Nämä elektronit ovat vuorovaikutuksessa ilmassa olevien vesimolekyylien (H20) kanssa.
• Vesimolekyylit hajoavat sitten hydroksyyliradikaaleiksi (OH).
• Hydroksyyliradikaalit hyökkäävät sitten isompien orgaanisten (hiilipohjaisten) epäpuhtauksien kimppuun, jolloin niiden kemialliset sidokset hajoavat ja ne muuttuvat vaarattomiksi aineiksi (kuten CO2 ja vesi).².

Ammattilaiset ovat yleensä varovaisia puhuessaan niistä, koska vapailla radikaaleilla on huono mielleyhtymä, joka usein herättää pelkoa. Ilmaan luonnostaan sisältyvät vapaat radikaalit voivat vahingoittaa ihoa, minkä vuoksi terveysasiantuntijat suosittelevat antioksidantteja sisältävien elintarvikkeiden nauttimista: nämä molekyylit taistelevat suojellakseen meitä näiltä vaurioilta. Juuri näiden molekyylien voimakas reaktiivisuus antaa niille kuitenkin myös mahdollisuuden torjua ilmansaasteita niin tehokkaasti. Onneksi fotokatalyysin tapauksessa kaikki tapahtuu laitteen sisällä, joten olemme täysin turvassa kaikelta vahingolta.

Ilman kemiallista saastumistavapaat radikaalit yksinkertaisesti yhdistyvät uudelleen. Niiden korkea reaktiivisuus ympäröivien molekyylien kanssa takaa hyvin lyhyen eliniän. Alla olevassa kaaviossa esitetään fotokatalyysiprosessi hieman yksityiskohtaisemmin (tässä tapauksessa TiO2 toimii katalyyttinä tai tarkemmin sanottuna fotokatalyyttinä).

Lähde ¹

Minkä tyyppisiin saasteisiin fotokatalyysi kohdistuu?

Fotokatalyysi ei ole saastumisen torjuntatekniikka, mutta se ei ole eräänlainen suodatusmenetelmä. Se on pikemminkin reaktio, joka on erityisen tehokas kemiallista pilaantumista ja kaasumaisia epäpuhtauksia, joita kutsutaan yleisesti VOC-yhdisteiksi, vastaan. Vaikka VOC-yhdisteitä esiintyy luonnossa, ne ovat useimmiten ihmisperäisiä ja vaarallisia.. VOC-yhdisteet ovat teollisen toiminnan yleisiä tuotoksia, ja ne liittyvät tuotteisiin, kuten liuottimiin, puhdistusaineisiin, suihkeisiin, kosmetiikkatuotteisiin ja maaleihin.

Fotokatalyysin avulla poistettavia merkittävimpiä VOC-yhdisteitä ovat typen oksidit, hiilidioksidi (CO2) ja hiilimonoksidi (CO), formaldehydi, etanoli, butaani, tolueeni, bentseeni ja asetoni.

Viimeaikaisissa tieteellisissä tutkimuksissa on esitetty tuloksia, jotka osoittavat fotokatalyysin tehokkuuden ilmansaasteiden torjunnassa:

• Fotokatalyysillä, vaikka sitä käytettäisiinkin alhaisella intensiteetillä ja TiO2:ta käytettäisiin fotokatalyyttinä, saavutetaan influenssaviruksen voimakkuuden ja leviämisen väheneminen.³
• TiO2-kalvoja käyttämällä fotokatalyyttiset teknologiat auttavat nopeuttamaan seuraavien aineiden hajoamista. E. coli -bakteerin bakteerien ja Herpes simplex -viruksen sekä muun orgaanisen aineksen vähentämistä.⁴
• Fotokatalyysi on julistettu "ympäristöystävälliseksi puhdistamismenetelmäksi, joka jäljittelee luonnon prosessia ja jolla on suuret mahdollisuudet kehittyä keskeiseksi teknologiaksi ilmanpuhdistuksessa ja ilmansaasteiden hajottamisessa".^5,7
• Koska ilmansaasteiden ihmisten terveydelle aiheuttamiin vaaroihin on löydettävä ratkaisuja, tulevaisuus on lupaava, kun fotokatalyysiä käytetään kemiallisten epäpuhtauksien fotohajoamismenetelmänä ja patogeenien fotodesinfiointimenetelmänä.⁶

KATSO TUOTTEEMME

Eoleaf-fotokatalyysiteknologian edut

Fotokatalyysi toimii tehokkaana menetelmänä ilman epäpuhtauksien poistamiseksi missä tahansa ympäristössä, niin yksittäisissä kotitalouksissa kuin toimistorakennuksissa. Fotokatalyysi ei vaadi kemikaalien tai ulkoisen energian käyttöä, vaan tarvitsee vain integroidun UV-lampun valon ja katalyytin.

Yksilölliset asetukset

Fotokatalyysin tekee niin mielenkiintoiseksi saastuttamisen poistotekniikkana se, että se ei yksinkertaisesti pidätä epäpuhtauksia, kuten suodatin. Kun suodatin pidättää epäpuhtauksia, ne eivät yksinkertaisesti katoa: ne on vielä jotenkin tuhottava!

Fotokatalyysi muuttaa vaaralliset kemialliset epäpuhtaudet kokonaan aineiksi, jotka eivät voi vahingoittaa meitä.. Sen jälkeen ne hävitetään tai tuhotaan kokonaan.².

Fotokatalyysillä voidaan erityisesti torjua haihtuvia orgaanisia yhdisteitä, hometta ja sen itiöitä sekä mikrobeja (bakteerit ja virukset) vastaan. jotka leijuvat ilmassa.

Ammattikäyttöön tarkoitetut tilat

Toimistoympäristössä puhdas ilma voi tarjota useita etuja.

Laadukkaat ilmanpuhdistimet, jotka sisältävät fotokatalyyttisiä ilmansuodattimia, voivat parantaa ilmanlaatua huomattavasti. Ne tuhoavat ilmansaastehiukkaset, jotka voivat aiheuttaa sairauksia työntekijöiden keskuudessa (mukaan lukien virukset, kuten COVID-19 ja sen muunnokset). Tämä voi vähentää työntekijöiden tarvetta pitää sairauslomia ja lisätä tuottavuutta.

Huono sisäilman laatu voi aiheuttaa epämiellyttäviä ja häiritseviä oireita, kuten päänsärkyä, huimausta ja hengitysvaikeuksia. Se voi myös pahentaa jo olemassa olevia sairauksia, erityisesti seuraavia astma (laukaisemalla astmakohtauksia), krooninen obstruktiivinen keuhkosairaus (COPD).ja sydänsairauksia. Sisäilman epäpuhtaudet johtavat myös huononevaan terveyteen. allergiaan oireita, väsymysja vaikuttaa mielenterveyteen.

Eoleafin ero

(Artikkeli jatkuu alla)

[TUOTTEET]

Kun fotokatalyysiteknologiat yhdistetään muihin teknologioihin yhdessä laitteessa, syntyy laite, joka pystyy torjumaan kaikkia sisäilmassa esiintyviä ilman epäpuhtauksia. Tämän vuoksi Eoleafin tuotteissa on oma suodatin, joka sisältää seuraavia aineita 8 erilaista suodatusteknologiaa jotka toimivat yhdessä tarjotakseen sinulle nykypäivän markkinoiden parhaat ilmansuodatusominaisuudet.

Laitteidemme avulla voit taistella VOC-yhdisteitä ja kemiallisia epäpuhtauksia vastaan, biologista saastumista, allergeeneja, pöpöjä ja pienhiukkasten aiheuttamaa saastumista (hiukkaset tai PM). Ilmanpuhdistimemme voivat myös torjua epämiellyttävät hajut kodin tai toimiston tiloissa, koska aktiivihiilisuodattimet!

Fotokatalyysiteknologiamme ei aiheuta päästöjä. otsonia. Itse asiassa fotokatalyysi mahdollistaa ilmassa olevan otsonin tuhoamisen ja jopa otsonin muodostumisen estämisen hajottamalla sen esiasteet (oksidit ja muut kaasut).

Resurssit

¹ Samson, I. (n.d.). Biomimeettisten periaatteiden integrointi kestävän rakennussuunnittelun välineenä Lagosin osavaltion ostoskeskuksessa. Federal University of Technology Minna. https://www.researchgate.net/publication/339281465_INTEGRATION_OF_BIOMIMETIC_PRINCIPLES_AS_A_TOOL_FOR_SUSTAINABLE_BUILDING_DESIGN_IN_SHOPPING_MALL_IN_LAGOS_STATE

² Woodford, C. (2022, syyskuu 5). Miten fotokatalyyttiset ilmanpuhdistimet toimivat?. Explain that Stuff. https://www.explainthatstuff.com/how-photocatalytic-air-purifiers-work.html

³ Nakano R, Ishiguro H, Yao Y, Kajioka J, Fujishima A, Sunada K, Minoshima M, Hashimoto K, Kubota Y. Influenssaviruksen fotokatalyyttinen inaktivointi titaanidioksidiohutkalvolla. Photochem Photobiol Sci. 2012 Aug;11(8):1293-8. doi: 10.1039/c2pp05414k. Epub 2012 May 14. PMID: 22580561.

⁴ Hajkova, P., Spatenka, P., Horsky, J., Horska, I., & Kolouch, A. (2007). Tio2-kalvojen fotokatalyyttinen vaikutus viruksiin ja bakteereihin. Plasma Processes and Polymers, 4(S1). https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/ppap.200731007

⁵ He, F., Jeon, W. & Choi, W. Ilmakehän itsepuhdistumisprosessia jäljittelevä fotokatalyyttinen ilmanpuhdistus. Nat Commun 12, 2528 (2021). https://www.nature.com/articles/s41467-021-22839-0

⁶ Ren, H., Koshy, P., Chen, W.-F., Qi, S., & Sorrell, C. C. (2017a). Fotokatalyyttiset materiaalit ja teknologiat ilmanpuhdistuksessa. Journal of Hazardous Materials, 325, 340-366. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0304389416307968?via%3Dihub

⁷ Sharma, S., Kumar, R., Raizada, P., Ahamad, T., Alshehri, S. M., Nguyen, V.-H., Thakur, S., Nguyen, C. C., Kim, S. Y., Le, Q. V., & Singh, P. (2022). Katsaus fotokatalyyttisen ilmanpuhdistuksen viimeaikaiseen edistymiseen: Metallipohjainen ja metalliton fotokatalyysi. Environmental Research, 214, 113995. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0013935122013226