FR2839890A1 - Utilisation de diode electroluminescente et/ou de laser dans la destruction de polluants organiques par photocatalyse - Google Patents

Utilisation de diode electroluminescente et/ou de laser dans la destruction de polluants organiques par photocatalyse Download PDF

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Abstract

Appareil destiné à la décontamination et à la désodorisation des milieux aériens ambiants pollués par toutes origines biologiques ou chimiques. L'air circule au moyen de ventilateurs à l'intérieur d'une cassette composée d'éléments catalyseurs et de sources de rayonnements monochromatiques cohérentes ou incohérentes idoines comprises entre 200 et 400nm, et en ressort décontaminé. Le volume d'air ainsi traité est illimité et dépendra du dimensionnement de l'appareil et de son utilisation soit permanente, soit partielle.

Description

legere pente vers vent point de raccordement 76.
L'objet de la presente invention est un appareil destine a la decontamination et a la desodorisation des milieux aeriens
ambiants pollues par toutes origines biologiques ou chimiques.
On trouve des atmospheres polluees dans tous les domaines: s medicaux, industrials, agricoles, laboratoires et plus largement tous secteurs recevant du public, mais egalement dans les milieux de conservation alimentaire tel que chambre froide ou transport frigorifique. Ces atmospheres vent susceptibles d'etre contaminees par des virus, bacteries, spores, bacilles, miscelliums et tous o elements chimiques en phase vapeur. Un tel danger est latent tout aux cours des activites humaines, et letale pour toute forme de vie (ex: les maladies nosocomiales provoquent plus de 12000 deces annuel). Les moyens actuels pour decontaminer les milieux cites vent la photolyse issue d'une exposition a une source d' ultraviolet dont le
rayonnement diffus est aux environs de 245 nm.
On peut egalement citer la photocatalyse heterogene qui utilise
['ultraviolet en presence d'un dioxyde de Titane.
La photocatalyse heterogene est fondee sur ['absorption de
o rayonnements excitateurs, le plus souvent ultraviolets, par un semi-
conducteur. 11 a ete demontre que 1'anatase, qui est 1'une des varietesallotropiques du dioxyde de titane et certains echantillons
d'oxyde de zinc fournissent les photocatalyseurs les plus actifs.
L'excitation photonique du dioxyde titane revient a creer des padres s electrons-trous positifs, ctest-a-dire un systeme oxydo-reducteur, en
faisant passer des electrons de la bande de valence de ce semi-
conducteur a sa bande de conduction a travers la bande interdite.
A ce jour la photolyse ou la photocatalyse heterogene necessite une source d'irradiation provenant d'une lampe a vapeur de so mercure, exigeant une alimentation en energie electrique de haute tension (900v alternatif pour 1'excitation des molecules de mercure) d'une part, d'autre part la nature de ['irradiation est diffuse car la selection des ultraviolets ne se fait qu'a partir de filtre a larges bandes spectrales (creation d'un bruit de fond lumineux). Cela est
s du a la nature dichromatique de la source de rayonnement.
Si l'on considere une molecule de dioxyde de titane entouree de cristaux de-silice tel que decrit dans le brevet AHLSTROM n FR01/02516 du 01/0612001, on s'aper,coit que la nature du rayonnement joue un role capital dans la reaction photocatalytique, o notamment le centrage spectrale. Une source lumineuse monochromatique basse tension (de nature coherente (laser) ou incoherente (DEL)) centre sur une longueur d'onde precise serait pertinente, eliminerait le bruit de fond lumineux quant a l'efficacite
de la reaction precitee.
L'objet de la presente invention est basee sur l'utilisation conjointe d'une source d'emission lumineuse monochromatique incoherente (DEL) eVou coherente (Source Laser), centree dans la longueur d'onde idoine comprise entre 200 nm a 400 nm et d'un catalyseur tel que precise. Cela induit une reaction de nature photocatalytique o heterogene ou photolytique ideale. En effet la nature monochromatique de la source reduit considerablement le bruit de fond lumineux dans tous les cas et s'il s'agit d'une source coherente l'elimine totalement. Pour obtenir ce resultat, nous utilisons la technique des DEL (source incoherente) eVou d'une diode laser ou
d'un cristal (source coherente) dans l'appareil cite en tete du brevet.
L'air circule au moyen de ventilateurs a l'interieur d'une cassette composee d'elements catalyseurs et de sources de rayonnements tel que definies precedemment qui peuvent etre constituees soit de tubes electroniques (cristaux, diodes a emission coherente) eVou o de DEL, et en ressort decontamine. Le volume d'air ainsi traite est illimite et dependra du dimensionnement de l'appareil et de son utilisation soit permanente, soit partielle. Le schema ci-apres est une illustration d'un agencement possible des organes essentials et qui n'est presente ici qu'a titre d'exemple. Ce schema ne prefigure pas d'une disposition specifique des elements constitutifs. Le dispositif d'emission d'ultraviolet centre precisement sur la longueur d'onde appropriee au catalyseur defini comme precedemment (par exemple 365 nm, inoffensif a la sante) est constitue d'une alimentation electrique basse tension (5) et de la source d'emission o du rayonnement proprement cite (3). L'air transite de facon tangentielle ou laminaire aux moyens de ventilateurs (4). Le dispositif catalytique agit lorsque l'air parcours l'espace situe entre la source d'emission d'ultraviolet et ['ensemble catalytique constitue du photocalyseur (1) et d'un tissue a base de carbone specialement traite (2) . L'action combinee du photocatalyseur (1), du tissu carbone (2) et de la source de rayonnement ultraviolet basse tension decompose les elements organiques et chimiques et les polluants a base de chanes carbonees en une somme de produits
secondaires non polluants (H20, CO2).
--

Claims (7)

Revendications
1. Procede constitue d'une source de rayonnement ultraviolet monochromatique et d'un catalyseur, utilise pour la dec:ontamination de polluant organique ou chimique par
s photocatylse ou photolyse.
2. Procede selon 1 caracterise en ce que la nature monochromatique incoherente de la source de rayonnement ultraviolet diminue le bruit lumineux parasite et augmente la reaction photocatalytique ou photolytique, o
3. Procede selon 1 caracterise en ce que la nature monochromatique coherente de la source de rayonnement ultraviolet supprime le bruit lumineux et rend ideale la reaction photocatalytique ou photolytique,
4. Procede selon 1, 2 ou 3 caracterise en ce que la source de rayonnement ultraviolet est centree precisement sur une longueur d'onde idoine dans la plage de 200 a 400 nm correspondent a la reaction photocatalytique ou photolytique ideale,
5. Procede selon 2 caracterise en ce que la source de o rayonnement ultraviolet incoherente a valeur spectrale definie est une diode electroluminescente (DEL),
6. Procede selon 3 caracterise en ce que la source de rayonnement ultraviolet coherente a valeur spectrale definie est une diode particuliere (laser) ou un cristal excite (laser),
7. Procede selon l'une quelconque des revendications
precedentes caracterise en ce que l'alimentation en energie peut etre de basse ou de haute tension, alternative ou continue.
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