ITMI20081502A1 - Apparecchiatura per la decontaminazione dell'aria - Google Patents

Description

“Apparecchiatura per la decontaminazione dell’ariaâ€

Descrizione

La presente invenzione riguarda un’apparecchiatura per la decontaminazione dell’aria, sia da odori o sostanze inquinanti, sia da cariche batteriche o virali.

Stato dell’arte

In ambienti domestici, industriali, ospedalieri, uffici, negozi o nei locali pubblici e privati in genere, vengono utilizzati mezzi di purificazione dell’aria diversamente conformati per tenere conto delle particolari esigenze.

In tali ambienti, si presenta molto spesso, inoltre, la necessità di purificare e/o filtrare l’aria, per esempio per abbattere il fumo presente soprattutto nei locali pubblici, oppure il particolato generato per esempio da una lavorazione industriale, oppure odori prodotti da una cucina, oppure gli inquinanti presenti nell’aria, come NOx, SOx, CO, vapori organici, C6H6, etc., per rendere più piacevole e salutare la permanenza in tali ambienti.

In ambienti pubblici, soprattutto ospedalieri, si presenta inoltre la necessità di eliminare eventuali virus o batteri presenti nell’aria, per mantenere all’interno di tali ambienti condizioni igieniche elevate, possibilmente condizioni sostanzialmente sterili.

Nel settore ferroviario, del trasporto pubblico, navale ed aereo, à ̈ necessario un riciclo dell’aria ed una filtrazione per permettere confort e benessere ai passeggeri.

Nel settore domestico, in cappe da cucina, vengono utilizzati filtri di diversi tipi e materiali per abbattere gli odori generati dai cibi stessi. Detti filtri hanno tempi di saturazione molto brevi, rispetto a quelli descritti nell’invenzione e perdite di carico molto elevate. Inoltre questi filtri dopo pochi giorni di utilizzo sono carichi di batteri. Sempre nel settore domestico, nei frigoriferi sarebbero auspicabili filtri in grado di abbattere gli odori, per la conservazione degli alimenti e per l’abbattimento dei batteri derivanti dalla decomposizione degli alimenti stessi.

Le funzioni sopra indicate vengono esplicate dai mezzi di purificazione noti, quali ventilatori, purificatori d’aria, centrali di trattamento aria, condizionatori d’aria, cappe da cucina, impianti di ventilazione o condizionamento delle automobili, autovetture, camion, autobus, aerei, treni, navi, i quali utilizzano filtri che non eliminano batteri, anzi permettono il loro proliferare, e non eliminano se non per adsorbimento (carboni attivi) gli inquinanti urbani (in maniera temporanea), quali gli NOx, SOx, CO, C6H6, CO2, O3, ecc.. Essi non eliminano inoltre gli odori e permettono il proliferare di muffe.

La funzione antibatterica di alcuni ioni metallici, anche chiamata effetto oligodinamico, Ã ̈ nota.

Gli ioni metallici che presentano la maggiore attività antibatterica sono, in ordine d’effetto decrescente, ioni dei seguenti metalli:

Hg > Ag > Cu > Zn > Fe > Pb > Bi

L’inclusione di tali metalli, in particolare di ioni argento, in materiali plastici, ceramici e fibre o materiali a base di carbonio, consente di ridurre o eliminare la crescita delle colonie batteriche. Questo effetto à ̈ di particolare rilevanza data la compatibilità del Ag<+>con l’organismo umano e la crescente resistenza da parte di molti batteri agli antibiotici. L†̃uso di materiali contenenti argento può assolvere così la funzione preventiva di limitare o evitare la proliferazione batterica.

Allo stato attuale dell’arte, à ̈ inoltre nota la produzione di materiali nanocristallini con elevato sviluppo superficiale basati su ossidi metallici (MOx), come il biossido di titanio, l’ossido di zinco, il biossido di stagno, il biossido di zirconio e la silice colloidale, che possono essere depositati e fatti aderire stabilmente a diversi substrati. Tali materiali, soprattutto se irradiati con luce UV, sono in grado di esplicare un’azione fotocatalitica su inquinanti ed odori, provocando una loro eliminazione o perlomeno una riduzione degli stessi. I materiali nanocristallini sopra descritti esplicano anche un’attività antibatterica o antivirale, sebbene solo dopo tempi di contatto di alcune ore.

Un’ulteriore evoluzione di tali materiali nano cristallini ha portato allo sviluppo di nanomateriali antibatterici e antivirali innovativi basati su ossidi metallici o metalloidici, come ad esempio TiO2, ZrO2, SnO2, ZnO e SiO2, funzionalizzati con specie molecolari, di natura organica o metallorganica, in grado di legare simultaneamente sia l’ossido sia ioni di metalli di transizione, come ad esempio Ag<+>o Cu<2+>(pubblicazione brevettuale WO 2007/122651 dello stesso Richiedente).

Sommario dell’invenzione

E’ stato ora trovato che à ̈ possibile decontaminare l’aria sia dalla carica batterica e/o virale in essa contenuta, sia da inquinanti chimici e/o cattivi odori in tempi brevi (pochi minuti) e con la massima efficienza.

Oggetto della presente invenzione à ̈ pertanto un apparato per la decontaminazione dell’aria, costituito da una prima sezione trattata con un materiale nano cristallino di formula (I) più avanti definita, avente attività antibatterica ed antivirale, e da una seconda sezione ad attività fotocatalitica, comprendente un materiale nanocristallino fotocatalitico come più avanti definito. La disposizione lungo il flusso d’aria in trattamento della sezione antibatterica e della sezione foto catalitica può anche essere invertito, anteponendo quindi la sezione foto catalitica a quella antibatterica/antivirale. Pertanto, nel corso della presente descrizione il termine “prima sezione†o “seconda sezione†non indicherà necessariamente una particolare disposizione spaziale.

I materiali nanocristallini ad attività antibatterica e/o antivirale di detta prima sezione dell’apparato dell’invenzione hanno formula (I):

AOx-(L-Me<n+>)i(I)

dove

AOxrappresenta l’ossido metallico o metalloidico, con x= 1 o 2,

Me<n+>à ̈ uno ione metallico scelto tra Ag<+>o Cu<++>, L à ̈ una molecola bifunzionale, organica o metallorganica, in grado di legare contemporaneamente sia l’ossido metallico o metalloidico che lo ione metallico Me<n+>, e

i rappresenta il numero di gruppi L-Me<n+>legati ad una nanoparticella di AOx, dove i à ̈ compreso tra 10<2>e 10<6>.

Gli ossidi metallici o metalloidici AOxche possono essere utilizzati nell’ambito della presente invenzione sono ad esempio: la silice colloidale, il biossido di titanio, il biossido di zirconio, il biossido di stagno e l’ossido di zinco. Si tratta di materiali isolanti o semiconduttori in grado di aderire come tali, o attraverso l’applicazione di un opportuno primer, ad un grande numero di materiali che includono: legno, plastica, vetro, metalli, ceramiche, cemento e superfici interne ed esterne di edifici e possono essere prodotti con dimensioni delle nanoparticelle nel campo dei nanometri. Questi nanomateriali sono in grado di adsorbire, per interazione elettrostatica o chimica, ad esempio attraverso legami di tipo estereo, molecole dotate di opportuni gruppi funzionali, quali ad esempio i gruppi carbossilici (-COOH), fosfonici (-PO3H2) o boronici (-B(OH)2), di cui le molecole bifunzionali L possono essere dotate. Considerate le minori dimensioni dei leganti L e degli ioni metallici Me<n+>, ad esempio argento o rame, che possono esser collocate nel campo dei picometri, ne risulta che ogni nanoparticella di ossido metallico può essere ricoperta in modo omogeneo da ioni metallici quali Ag<+>o Cu<2+>come schematicamente esemplificato a scopo illustrativo in Figura 2.

Ne risulta che questi nanomateriali, costituiti da nanoparticelle cariche positivamente, possono dare origine a sospensioni stabili e trasparenti sia in solventi acquosi sia in solventi polari di natura organica.

Un altro aspetto di rilievo à ̈ legato alla possibilità di miscelare le sospensioni dei nanomateriali dell’invenzione con surfattanti cationici, come i sali di alchilammonio o con clorexidina digluconato. L’attività battericida delle sospensioni di nanomateriali dell’invenzione può essere così potenziata dalla presenza del surfattante cationico.

Evidenze sperimentali indicano infatti che surfattanti cationici quali il benzalconio cloruro possono dare origine ad adsorbimento sulla superficie di nanomateriali a base di biossido di titanio. Questo fornisce l’ulteriore vantaggio di diminuire la volatilità del sale di alchilammonio una volta che questo sia stato applicato su una superficie.

La sezione fotocatalitica dell’apparato di decontaminazione dell’aria à ̈ trattata con Biossido di Titanio nella forma cristallina di Anatasio. Le proprietà fotocatalitiche del biossido di titanio nella forma allotropica di Anatasio sono state studiate da molti gruppi di ricerca allo scopo di sviluppare metodi e apparati per la purificazione dell’acqua e dell’aria. Esempi di questi lavori sono descritti nei riferimenti di letteratura (Ollis, D.; F. Pelizetti E; Serpone N. Environ Sci. Technol. 1991, 25, 1523; Uccida, H.; Itoh, S. ; Yoneyama, H. Chem. Lett. 1993, 1995; Heller, A. Acc. Chem. Res. 1995, 28, 503; Sitkiewitz, S; Heller, A. New J. Chem 1996, 20 233. Queste proprietà sono legate alla forte capacità ossidante del materiale soggetto ad irradiazione con luce UV. L’efficacia di materiali ricoperti di biossido di titanio nel deodorizzare l’ambiente circostante e le loro proprietà autopulenti sono state ampiamente investigate; si vedano ad esempio i lavori (Watanabe, T; Kitamura, A.; Kojima, E; Nakayama, C; Hashimoto, K; Fujishima, A; In Photocatalytic Purification and Treatment of Water and Air; Ollis D. E., Al-Ekabi, H; Eds; Elsevier: New York, 1993, 747; Matsubara, H,; Takada, M; Koyama, S.; Hashimoto, K.; Fujishima, A. Chem Lett. 1995, 767; Negishi, N.; Iyoda, T; Hashimoto, K.; Fujishima, A. Chem Lett. 1995, 841; Sunada, K.; Kikuki, Y; Hashimoto, K.; Fujishima, A. Environ Sci Technol, 1998, 32, 726 ; Ichinose, H.; Terasaki, M.; Katsuki, H. J. Of Ceramic Soc. of Japan, 1996, 104, 715).

L’azione microbicida del biossido di titanio irradiato con luce UV à ̈ stata anch’essa investigata e verificata in precedenza (SUSPENSIONS OF TITANIUM DIOXIDE AND METHOD FOR OBTAINIG THEM†pubblicazione PCT N. WO2006/136931).

Breve descrizione delle figure

Figura 1 mostra una rappresentazione a blocchi dell’apparato dell’invenzione;

Figura 2 mostra una rappresentazione schematica della struttura di una nanoparticella ad attività antibatterica secondo l’invenzione;

Figura 3 mostra una vista schematica di una possibile apparecchiatura di decontaminazione secondo l’invenzione;

Figura 4 mostra il decadimento di una miscela di NOx di concentrazione iniziale pari a 0.65 ppm, in condizioni di irradiazione del filtro fotocatalitico (Luce) e in assenza di irradiazione (Buio).

Descrizione dettagliata dell’invenzione

La presente invenzione riguarda un apparato per la decontaminazione dell’aria, costituito da una prima sezione trattata con un materiale nano cristallino di formula (I), avente attività antibatterica ed antivirale, e da una seconda sezione ad attività fotocatalitica, comprendente un materiale nanocristallino fotocatalitico.

I composti nanocristallini antibatterici/antivirali sono compresi nella formula (I):

AOx-(L-Me<n+>)i(I)

dove

AOxrappresenta l’ossido metallico o metalloidico, con x= 1 o 2,

Me<n+>à ̈ uno ione metallico ad attività antibatterica, scelto tra Ag<+>o Cu<++>,

L à ̈ una molecola bifunzionale, organica o metallorganica, in grado di legare contemporaneamente sia l’ossido metallico o metalloidico che lo ione metallico Me<n+>, e

i rappresenta il numero di gruppi L-Me<n+>legati ad una nanoparticella di AOx, in cui i à ̈ compreso tra 10<2>e 10<6>.

Il valore del parametro i dipenderà da vari fattori, quali la dimensione della nanoparticella di AOx, la natura del legante L e la metodica utilizzata per la sua preparazione. Nell’ambito della presente invenzione, i corrisponderà al numero di leganti L che la nanoparticella AOxà ̈ in grado di legare quando detta nanoparticella à ̈ messa in contatto con una soluzione di legante L per un tempo compreso tra 10 minuti e 72 ore, preferibilmente tra 3 e 24 ore.

I nanomateriali della presente invenzione hanno una dimensione particellare compresa fra 10 e 400 nm Nanoparticelle di biossido di titanio con dimensioni inferiori a 20 nm danno generalmente luogo a sospensioni trasparenti che permettono una più ampia gamma di applicazioni. Nanoparticelle a base di SiO2danno origine a sospensioni trasparenti in acqua anche se le loro dimensioni sono maggiori (200-400 nm) poiché hanno un indice di rifrazione simile a quello dell’acqua.

Gli ossidi metallici o metalloidici AOxche possono essere utilizzati nell’ambito della presente invenzione sono ad esempio: la silice colloidale, il biossido di titanio, il biossido di zirconio, il biossido di stagno e l’ossido di zinco.

Leganti bifunzionali L basati su complessi di metalli di transizione

I complessi di metalli di transizione utili a questo impiego devono contenere leganti organici, coordinati al centro metallico, con funzionalità boroniche, B(OH)2, fosfoniche, PO3H2o carbossiliche, COOH. Tali funzioni hanno lo scopo di legare il complesso al substrato nanocristallino AOx. Gli altri gruppi, coordinati al centro metallico, devono essere in grado di legare ioni metallici con attività antibatterica. Esempi di questi gruppi includono leganti del tipo Cl-, Br-, I-, CNS-, NH2,CN<->ed NCS-.

I complessi organometallici L secondo l’invenzione comprendono preferibilmente leganti organici di tipo dipiridilico e/o terpiridilico, coordinati ad un centro metallico (M), funzionalizzati con gruppi carbossilici COOH, boronici B(OH)2o fosfonici PO3H2in grado di legare nanomateriali costituiti da AOx;e gruppi Cl-, Br-, I-, CNS-, NH2,CN<->o NCS<->coordinati a detto centro metallico (M) in grado di legare ioni Ag<+>o Cu<2+>. Preferibilmente, detti gruppi dipiridilici o terpiridilici saranno sostituiti con gruppi carbossilici, più preferibilmente in posizione para rispetto all’azoto piridinico. Nel caso in cui più di un gruppo dipiridilico o terpiridilico sia presente in detto complesso organometallico L, uno di detti gruppi può opzionalmente non essere sostituito.

Per quanto riguarda gli ioni metallici (M) presenti in L, con coordinazioni di tipo ottaedrico o con altri tipi di coordinazione corrispondenti alle geometrie tetraedrica, piano-quadrata, bipiramidale trigonale, piramidale a base quadrata, possono essere inclusi tutti i metalli della prima, seconda e terza riga di transizione del sistema periodico degli elementi che possono dare origine a molecole bifunzionali stabili del tipo descritto.

Tali complessi organometallici L avranno più preferibilmente una coordinazione di tipo ottaedrico. I metalli di transizione coordinati da detti complessi saranno preferibilmente scelti tra Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ru, Rh, Pd, Re, Os, Ir, Pt.

I complessi organometallici L dell’invenzione potranno anche avere una carica negativa e formeranno pertanto dei sali con cationi, preferibilmente cationi organici quali cationi tetralchilammonio. Tali cationi consentono la solubilizzazione di queste specie in solventi organici, i quali favoriscono il processo di adsorbimento sui nanomateriali a base di ossidi metallici o metalloidici.

Tali molecole possono quindi agire come leganti bifunzionali capaci di dare origine ad uno strato uniformemente adsorbito sulle nanoparticelle di AOxe di legare al contempo ioni metallici con attività antibatterica.

Esempi di tali complessi con coordinazione ottaedrica sono a seguito riportati.

COOH COOH

N N NCS

CN

HOO N M CN HOO N M NCS

NC N SCN N

COOH COOH

[(H3Tcterpy)M(CN)3]TBA

[(H3Tcterpy)M(NCS)3]TBA

TBA = Catione tetrabutilammonio H3Tcterpy = 4,4’,4†-tricarbossi

terpiridile

N COOH

N N

M

N N

HOOC COOH

N C S

bpy = 2,2’dipiridile

[M(H3tcterpy)(bpy)NCS]TBA

Il gruppo TBA può essere sostituito da altro catione di alchil ammonio che consenta la solubilizzazione del complesso in solventi organici.

O OH

C

O

HO C

N

C S

N N

M

N N C S

HO C N

O

C

HO O

[M(H2dcb)2(NCS)2

H2dcb = acido 4,4’ dicarbossi-2,2’dipiridile

Leganti bifunzionali L basati su composti di natura organica

I leganti bifunzionali L di tipo organico, utilizzabili nel contesto della presente invenzione, includono specie molecolari contenenti gruppi in grado di dare origine ad una interazione con nanoparticelle di AOxe altre funzionalità in grado di legare ioni con attività antibatterica. Esempi di queste specie molecolari includono molecole organiche contenenti gruppi funzionali carbossilici COOH, fosfonici PO3H2e boronici B(OH)2, in grado di promuovere l’adsorbimento sulla superficie dell’ossido AOxe gruppi N, NH2, CN, NCS o SH, in grado di legare ioni metallici con attività antibatterica come gli ioni Ag<+>o Cu<2+>.

Tali leganti organici saranno preferibilmente scelti tra:

- eterociclo azotato a 6-18 termini, preferibilmente scelto tra piridina, dipiridile o terpiridile, sostituito con uno o più sostituenti scelti tra carbossile COOH, gruppo boronico B(OH)2, gruppo fosfonico PO3H2, marcaptano SH, idrossile OH;

- arile C6-C18, preferibilmente scelto tra fenile, naftile, difenile, sostituito con uno o più sostituenti scelti tra carbossile COOH, gruppo boronico B(OH)2, gruppo fosfonico PO3H2, marcaptano SH, idrossile OH;

- acido mono- o di-carbossilico C2-C18, sostituito con uno o più gruppi mercaptano SH e/o idrossile OH.

Esempi di questi leganti bifunzionali di tipo organico includono più preferibilmente la piridina, il dipiridile o il terpiridile funzionalizzati con gruppi carbossilici, boronici o fosfonici; l’acido mercaptosuccinico, l’acido mercaptoundecanoico, il mercaptofenolo, l’acido mercaptonicotinico, il 5-carbossi-pentantiolo, l’acido mercaptobutirrico, l’acido 4-mercaptofenil-boronico e l’acido 4mercaptofenil-fosfonico.

Le sospensioni dei nanomateriali di formula (I) possono essere miscelate con surfattanti cationici, come i sali di alchilammonio o con clorexidina digluconato. L’attività battericida delle sospensioni di nanomateriali dell’invenzione può essere così potenziata dalla presenza del surfattante cationico.

La preparazione di detti materiali nanocristallini à ̈ nota e può essere effettuata in accordo alle metodiche descritte nella pubblicazione brevettuale WO 2007/122651 della stessa Richiedente. Tali materiali sono inoltre disponibili in commercio con il nome Bactercline Multiuso della ditta NM TECH SRL (presidio medico chirurgico N. 19258).

L’applicazione dei materiali nano cristallini di formula (I) ai filtri della sezione antibatterica dell’apparecchiatura inventiva può essere ottenuta da una soluzione degli stessi per mezzo di spray, verniciatura o dip-coating.

Materiali nanocristallini ad attività fotocatalitica

La sezione foto-catalitica dell’apparato secondo l’invenzione comprende, come detto un materiale nano cristallino ad attività foto catalitica.

Detto materiale, da qui innanzi chiamato genericamente “materiale foto-catalitico†, comprende uno strato di biossido di titanio, preferibilmente in forma di anatasio e/o acido perossititanico modificato.

Preferibilmente, detto materiale fotocatalitico comprende due o più strati di biossido di titanio, preferibilmente in forma di rutilo, interposti tra la superficie trattata e detto primo strato di biossido di titanio fotocatalitico.

In un’altra versione, detto materiale fotocatalitico comprende uno o più ulteriori strati fotocatalitici in biossido di titanio in forma di acido perossititanico o altri composti con forte potere di adesione e non ossidabili, interposti tra la superficie trattata e detto primo strato di biossido di titanio fotocatalitico.

In un’altra versione, detto materiale fotocatalitico comprende ulteriormente biossido di titanio in forma di anatase e/o surfattanti stabilizzanti.

In un’ulteriore forma di realizzazione dell’invenzione, detto materiale fotocatalitico comprende ulteriormente almeno un componente scelto tra idrossido di sodio (NaOH), e silice (SiO2).

Il materiale foto-catalitico secondo l’invenzione può essere preparato e può essere applicato alla superficie da trattare secondo metodiche ben note all’esperto del settore, quali quelle descritte nella pubblicazione brevettuale WO 2007/026387 a nome della presente Richiedente.

Materiale filtrante

Il materiale filtrante utilizzabile nei filtri dell’apparecchiatura della presente invenzione può essere di diverso tipo.

In un prima forma di realizzazione, il materiale filtrante à ̈ realizzato in materiale ceramico, preferibilmente cordierite, così composto:

Filtri ceramici in cordierite con forma quadrata o altra, reticolare, avente composizione chimica (Fe,Mg)2Al4Si5O18•nH2O, con contenuto minimo del 90%, oltre Mullite Al6Si2O13, Ossido di alluminio Al2O3, Spinello MgAl2O4, per il rimanente 10% materiale avente porosità variabile tra il 32% ed il 36%, e diametro dei pori di 3 ± 1,5µm, utilizzabili fino a 1.380°C, avente celle per inch quadro pari a 16CSI, a 25CSI, a 50CSI, a 64CSI, a 100CSI, a 200CSI, a 300CSI, a 400CSI, a 600CSI, con profondità da 0,3 mm a 3.000 mm oppure misti.

In una seconda forma di realizzazione, il materiale filtrante à ̈ realizzato in fibra di polimero, preferibilmente in fibra sintetica di poliestere espanso, impregnata di carboni attivi, e così composti: Filtro composto interamente in fibra sintetica di poliestere, anche espanso, impregnato di carbone attivo, massa per unità di superficie da circa 10 g/m<2>a circa 900 g/m<2>, una velocità di attraversamento del materiale filtrante da circa 0,05 m/s a circa 2,0 m/s. Il filtro ha una portata nominale da circa 0,100 m<3>/s a circa 900 m<3>/s e una perdita di carico al 100% della portata nominale da circa 1 Pa a circa 250 Pa, per quelli classificati secondo la normativa EN 779 da G1 a G4, corrispondenti alla normativa Eurovent da EU1 a EU4, e con una perdita di carico al 100% della portata nominale da circa 1 Pa a circa 450 Pa, per quelli classificati secondo la normativa EN 779 da F5 a F9, corrispondenti alla normativa Eurovent da EU5 a EU9, avendo efficienza di assorbimento minima circa del 75% di benzene (C6H6) su una concentrazione di 160000 µg/Nmc ad una massima di circa il 97% su una concentrazione di 150 µg/Nmc. Alternativamente, detti filtri sono realizzati a mezzo di altra fibra di polimero, del tipo poliestere, poliestere termofissato, poliuretano, anche espanso, a panno, anche rotativi e/o a tazze e/o a carta, preferibilmente anche impregnati di carboni attivi, o riempiti interamente di carbone attivo, o misti o impregnati di zeolite in pellets o in altra forma.

In una terza forma di realizzazione, detto materiale filtrante à ̈ realizzato in fibra di vetro (filtri assoluti Hepa ed Ulpa rispettivamente ad alta ed altissima efficienza, classificati Hepa secondo la normativa EN 1822 da H10 a H14, corrispondenti alla normativa Eurovent da EU10 a EU14, e classificati Ulpa secondo la normativa EN 1822 da U15 a U17, corrispondenti alla normativa Eurovent da EU15 a EU17, i quali possono avere il setto filtrante in carta di microfibre di vetro in piccole pieghe o in pieghe profonde, anche con separatori in alluminio corrugato, con efficienza su particelle da circa 1,0 µm a 0,01 µm, oppure misti).

In una quarta forma di realizzazione, il materiale filtrante à ̈ realizzato in plastica, anche di polipropilene (PP), di polifenilenossido modificato (PPO), di policarbonato (PC) o di polistirene (PS), o in polistirene espanso sinterizzato (EPS) composto di un materiale espanso rigido di peso ridotto a celle chiuse, oppure misti. L'EPS ha generalmente massa volumetrica compresa fra 10 e 40 kg/mc, ed à ̈ quindi mediamente costituito dal 98% in volume di aria e solo dal 2% di materiale strutturale di puro idrocarburo.

In una quinta forma di realizzazione, il materiale filtrante à ̈ supportato su supporti metallici, anche in alluminio, sia in maglia che in lamina, in acciaio sia in maglia (anche inox) che in lamina, oppure misti.

Apparecchiatura di decontaminazione

Con riferimento alla figura 3, che mostra schematicamente una possibile configurazione dell’apparecchiatura dell’invenzione, l’apparecchiatura di decontaminazione, indicata nel suo complesso con il numero 1, comprende un involucro 2 suddiviso in due compartimenti 3, 4 disposti in posizione contigua, un primo compartimento 3 per il trattamento antibatterico/antivirale dell’aria ed un secondo compartimento 4 per il trattamento foto catalitico dell’aria trattata in detto primo compartimento 3.

Una prima parete esterna dell’involucro 2 che confina con detto primo compartimento 3 comprende un primo mezzo filtrante 5 comprendente un materiale nano cristallino ad attività antibatterica/antivirale di formula (I) come sopra definita.

Una seconda parete esterna dell’involucro 2, confinante con detto secondo compartimento 4, comprende un’apertura che mette in comunicazione con l’esterno detto compartimento 4 ed a cui sono associati dei mezzi di aspirazione 6.

Detto primo 3 e detto secondo 4 compartimento sono separati da una parete interna 7 che comprende secondi mezzi filtranti 8, cui à ̈ associato un materiale foto catalitico come precedentemente definito.

In una forma preferita di realizzazione, anche la superficie interna di una o più pareti del compartimento 4 à ̈ rivestita da detto materiale foto catalitico.

All’interno di detto secondo compartimento 4 à ̈ collocata una fonte luminosa UV 9, che ha lo scopo di attivare il materiale foto catalitico, permettendogli di esplicare la sua funzione decontaminante rispetto a sostanze inquinanti e/o odori.

I mezzi filtranti 5, 8 sono realizzati in un materiale filtrante come ad esempio sopra definito.

L’involucro 2 può essere realizzato in vari materiali, quali plastica o metalli (alluminio o acciaio inox).

La disposizione dei due compartimenti 3, 4 può anche essere invertita, in modo da far passare l’aria prima attraverso il compartimento foto catalitico, quindi attraverso il compartimento antibatterico/antivirale.

Parte sperimentale

Allo scopo di valutare la capacità decontaminante dell’apparecchiatura decontaminante dell’invenzione nei confronti di cariche microbiche aerodisperse à ̈ stato realizzato un apparato come sopra descritto di dimensioni 20 x 15 x 15 cm incorporante una ventola di aspirazione e due zone filtranti, dove filtri di diverso materiale potevano essere inseriti. Una lampada UVA presente nella Sezione Fotocatalitica consentiva l’irradiazione del Biossido di Titanio depositato sulle pareti e su filtro.

Il prototipo à ̈ stato testato con filtri costituiti da lana di vetro o da poliestere. I sistemi filtranti erano inseriti in intelaiature delle dimensioni di 14x14cm di lato, e di spessore pari a 0,5 cm. I filtri utilizzati sono stati trattati con prodotti a base di Biossido di Titanio nella forma cristallina prevalente di Anatasio o con il prodotto antimicrobico Bactercline Multiuso.

Il sistema di ventilazione forzata consente il passaggio unidirezionale dell’aria. Gli esperimenti di decontaminazione di aria artificialmente inquinata da specie microbiche o da inquinanti chimici, quali gli ossidi di azoto, sono stati condotti in una camera di plexiglass , denominata “Smog Chamber†, del volume di 160 Lt. La Smog Chamber era divisa in due comparti e l’apparecchiatura decontaminante 3 era inserita fra di essi. In questo modo à ̈ stato possibile contaminare un comparto della Smog Chamber ed analizzare il decadimento della concentrazione di specie microbiche o di ossidi di azoto nel comparto a valle dell’apparecchiatura decontaminante. La contaminazione con specie microbiche del tipo Escherichia Coli à ̈ stata eseguita vaporizzando nella Smog Chamber sospensioni a titolo noto di mocroorganismi.

SISTEMA DI SAGGIO

Microrganismi

E’ stato utilizzato il seguente ceppo test:

Escherichia coli ATCC 10536

Centro di provenienza

I batteri, E. coli, provengono dal Dipartimento di Medicina Sperimentale e Diagnostica, Sezione di Microbiologia, dell’Università di Ferrara, e sono stati acquistati dalla ditta VWR International Srl.

I ceppi batterici sono stati mantenuti congelati in brodo di coltura e glicerolo al 50% (v/v); prima dell’utilizzo sono stati trapiantati su slant di TSA e conservati in frigorifero a 4°C ± 2°C.

Terreni Colturali : Tryptone Soya Agar (TSA) Diluente :

Triptone, digestione

pancreatica di caseina 1.0 g OXOID NaCl 8.5 g MERCK Acqua distillata q.b. 1000 ml

Apparecchiature Utilizzate

- Stufa per la sterilizzazione a secco KW - Autoclave a vapore COLUSSI - Termostato MEMMERT - Agitatore Vortex VELP - Cronometro ARBORE - Micropipette GILSON - Nebulizzatore New Triflux 400 NUCLEOFARMA Valutazione della Mortalità dei Microrganismi Trattenuti dai Filtri

Descrizione dell’apparato sperimentale

Gli esperimenti sono stati condotti all’interno di una camera di plexiglass, a chiusura ermetica, del volume di 160 lt, denominata “Smog Chamber†.

La Smog Chamber à ̈ divisa in due comparti, per mezzo di un setto in materiale plastico nel quale viene inserito l’apparecchiatura decontaminante dell’invenzione.

Sul filtro dell’apparato decontaminante sono stati applicati prodotti fotocatalitici a base di Biossido di Titanio, nella forma prevalente di Anatasio, attraverso spray coating in quantità pari a ca 100 gr/m<2>. Il coating del filtro presente nella Sezione Antimicrobica à ̈ stato effettuato con il prodotto battericida Bactercline Multiuso in quantità pari a ca 60 gr/m<2>di prodotto.

L’aria contenuta nel primo comparto della Smog Chamber à ̈ stata contaminata con l’ausilio di un nebulizzatore del tipo New Triflux 400, NUCLEOFARMA, il cui ugello à ̈ stato inserito nel foro presente nel primo comparto della Smog Chamber. La velocità di nebulizzazione, dettata dalle caratteristiche strumentali del nebulizzatore, à ̈ di 0.22 ml/minuto e le dimensioni delle particelle nebulizzate, costituite da sospensioni acquose di batteri, hanno un diametro medio di ca. 2,6 µm.

Il movimento forzato dell’aria à ̈ stato realizzato dalla ventola contenuta nell’apparecchiatura decontaminante. L’accensione della ventola induce il passaggio dell’aria attraverso i filtri, dal primo al secondo comparto della Smog Chamber. Parte dei batteri in transito dal primo al secondo comparto della Smog Chamber vengono trattenuti dal filtro.

E’ stata valutata inizialmente la capacità di filtri trattati con prodotti a base di biossido di titanio di esplicare azione battericida sotto illuminazione UVA. E’ stata inoltre valutata l’azione battericida di filtri trattati con Bactercline Multiuso, in esperimenti condotti in assenza di illuminazione UVA. Procedure sperimentali

6 ml di una sospensione di E. coli diluita a concentrazioni comprese nell’intervallo 8.0x10<5>– 4.0x10<7>ufc/ml (coltura di lavoro) sono stati posti nell’ampolla del nebulizzatore. Il dispositivo filtrante ed il nebulizzatore sono stati accesi e mantenuti in funzione per 15 minuti, nel caso degli esperimenti con prodotti fotocatalitici, e per 5 minuti negli esperimenti con Bactercline Multiuso. Il nebulizzatore vaporizza circa 1 ml di sospensione in un tempo pari a 5 minuti.

La Smog Chamber à ̈ stata contaminata volta per volta con quantità elevate di batteri, per avere una chiara indicazione sull’efficacia dei prodotti fotocatalitici e del prodotto Bactercline Multiuso. In presenza di filtri in poliestere ca il 50% di queste cellule veniva bloccato in un singolo passaggio su filtro. Una efficienza paragonabile à ̈ stata riscontrata utilizzando filtri in lana di vetro.

Al termine di ogni esperimento la Smog Chamber à ̈ stata sterilizzata per mezzo di una soluzione di etanolo al 70% nebulizzata all’interno della Smog Chamber per un tempo di un’ora e risciacquata poi con acqua sterile.

Al termine della nebulizzazione il dispositivo decontaminante à ̈ stato mantenuto acceso per 3h per valutare l’attività microbicida dei filtri fotocatalitici irradiati presenti nella Sezione Fotocatalitica e per un tempo pari a 15 minuti per valutare l’attività dei filtri presenti nella Sezione Antimicrobica. Terminati i tempi di attivazione del dispositivo, la Smog Chamber à ̈ stata aperta e rapidamente sono stati estratti i filtri. Questi sono stati ritagliati in campioni quadrati di 2 cm di lato, posti in piastre di Petri e ricoperti con 15 ml di terreno di coltura liquido agarizzato, mantenuto alla temperatura di 50°C. Le piastre Petri sono state mantenute in leggera agitazione per 1 minuto, al fine di favorire la diffusione in tutta la piastra dei batteri residui sul campione di filtro, e il terreno lasciato solidificare a temperatura ambiente. Le piastre Petri sono state infine poste in cella di incubazione a 37°C per 24 ore. Al termine di questo tempo si à ̈ proceduto al conteggio delle colonie per ogni piastra. Nell’ambito di ogni coppia di esperimenti, a lampada spenta ed accesa, sono stati confrontati il numero di colonie batteriche rilevato sui filtri dopo i relativi tempi di accensione del dispositivo, in assenza ed in presenza di luce UVA. In tal modo à ̈ stato possibile stabilire la mortalità dei batteri dovuta alla presenza di luce UVA e al trattamento con prodotti fotocatalitici.

La Tabella 1 riporta i risultati dei test effettuati nella Smog Chamber con i filtri non trattati e trattati con i prodotti fotocatalitici, in condizioni di lampada UVA spenta ed accesa.

Tabella 1. Valutazione della mortalità dei microrganismi (E. Coli) trattenuti dai filtri in poliestere, non trattati e trattati con i prodotti fotocatalitici, in assenza ed in presenza di illuminazione UVA.

Filtri Filtri Filtri Filtri controllo controllo trattati trattati

UV OFF UV ON UV OFF UV ON Ufc/piastra 2.07x10<3>1.16x10<3>3.29x10<3>8.90x10<1>3h

Riduzione % / 54% / 98% in 3h

I risultati riportati in Tabella 1 rappresentano la media di 5 esperimenti ripetuti in condizioni analoghe. Dal confronto fra i dati delle prime due colonne di Tabella 1 à ̈ possibile concludere che circa il 50% della mortalità osservata per E. Coli à ̈ da imputare all’apparato di irradiazione UV inserito nel dispositivo di decontaminazione. E’ interessante osservare, tuttavia, che nei filtri trattati con i prodotti fotocatalitici in condizione di irradiazione la mortalità di E.Coli viene in modo riproducibile quasi raddoppiata, raggiungendo dopo 3 h di ventilazione, il valore medio del 98%.

In Tabella 2 sono riportati i risultati osservati sui filtri trattati con Bactercline Multiuso in assenza di irradiazione UVA.

Tabella 2. Valutazione della mortalità dei microrganismi (E. Coli) trattenuti dai filtri in poliestere, non trattati e trattati con Bactercline Multiuso, in assenza di illuminazione UVA, dopo 15 minuti di ventilazione.

Filtri Filtri

controllo trattati

Bactercline

UV OFF Multiuso

UV OFF

Ufc/piastra > 0

15’ 5.00x10<3>

Riduzione % / 100%

in 15 min.

I risultati riportati in Tabella 2 rappresentano anch’essi la media di 5 esperimenti ripetuti in condizioni analoghe. Come si nota nella prima colonna, dopo 15 minuti dalla nebulizzazione dei batteri, il numero residuo dei microrganismi presenti sui filtri non trattati à ̈ in media maggiore di 5.0x10<3>per piastra. La seconda colonna mostra invece che, dopo la nebulizzazione di una equivalente quantità di batteri, sui filtri trattati con Bactecline Multiuso non si sviluppano colonie, indicando la completa mortalità delle specie microbiche venute a contatto con tali filtri.

Una separata serie di esperimenti à ̈ servita a verificare, per i filtri trattati con il prodotto Bactercline Multiuso, la presenza di una attività antimicrobica ad ampio spettro utilizzando miscele dei seguenti microrganismi:

Pseudomonas aeruginosa ATCC 15442

Staphylococcus aureus ATCC 6538

Escherichia coli ATCC 10536

Enterococcus hirae ATCC 10541

Candida albicans ATCC 10231

Tali microorganismi sono stati acquistati dalle ditte Diagnostic International Distribution SpA e VWR International Srl.

I ceppi batterici sono stati mantenuti congelati in brodo di coltura e glicerolo al 50% (v/v); prima dell’utilizzo sono stati trapiantati su slant di TSA e conservati in frigorifero a 4°C ± 2°C.

Candida albicans à ̈ stata mantenuta congelata in brodo di coltura e glicerolo al 50% (v/v); prima dell’utilizzo à ̈ stata trapiantata su slant di Malt Extract Agar e conservata in frigorifero a 4°C ± 2°C.

Terreni Colturali

Tryptone Soya Agar (TSA) per i ceppi batterici e Malt Estract Agar (MEA) per Candida albicans.

In questa serie di esperimenti quantità note di miscele di batteri (Escherichia coli, Staphyloccoccus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Enterococcus hirae) e di funghi (Candida Albicans) sono state messe a contatto con campioni di filtri di poliestere e di lana di vetro, trattati con Bactercline Multiuso. E’ stato valutato quindi il potere antimicrobico dei filtri trattati, dopo un tempo di contatto di 15 minuti con la miscela di microbi, confrontando i risultati con quelli di analoghi esperimenti di controllo compiuti con filtri non trattati.

I risultati ottenuti hanno indicato per i filtri trattati con il prodotto Bactercline Multiuso una chiara riduzione di microrganismi, che supera i quattro logaritmi, rispetto ai filtri di controllo.

Valutazione della Efficienza Complessiva delle due Sezioni Fotocatalitica e Antimicrobica

L’efficienza decontaminante complessiva dell’apparecchiatura dell’invenzione à ̈ stata valutata confrontando la carica batterica presente nel secondo comparto della Smog Chamber dopo un periodo di filtrazione di 15 minuti, con la carica batterica rilevata nelle stesse condizioni in assenza di filtri nel dispositivo filtrante (esperimenti di controllo). Il campionatore d’aria del tipo “SAS100†à ̈ stato inserito, durante il campionamento, in un’apertura apposita presente sul fianco del secondo comparto.

Procedure e Risultati

3 ml di una sospensione di E. coli diluita a concentrazioni comprese nell’intervallo 1.5x10<4>-2.0x10<5>ufc/ml (coltura di lavoro) sono stati posti nell’ampolla del nebulizzatore.

Prima della contaminazione à ̈ stato effettuato il campionamento dell’aria nel secondo comparto della Smog Chamber (indicato come campionamento al Tempo 0) per verificare l’assenza di microrganismi aerodispersi. Terminato il campionamento al Tempo 0, il dispositivo filtrante e il nebulizzatore sono stati accesi e mantenuti in funzione per 15 minuti, tempo in cui viene vaporizzata la quantità di 1 ml di coltura di lavoro.

Sono state normalmente utilizzate colture di lavoro con concentrazioni dell’ordine di 5.0x10<4>ufc/ml al fine di contaminare il primo comparto della Smog Chamber con un numero complessivo di ca 50.000 cellule batteriche.

In esperimenti eseguiti in assenza di filtri à ̈ stato osservato che in un tempo pari a 5 minuti il numero di colonie che venivano trasportate dal sistema di ventilazione non filtrato corrispondeva al 5-6% delle cellule batteriche iniettate. In presenza di filtri circa il 50% di queste cellule veniva bloccato in un singolo passaggio su filtro.

La filtrazione dell’aria dal primo al secondo comparto della Smog Chamber veniva attivata contemporaneamente alla nebulizzazione dei batteri. Al termine della nebulizzazione il dispositivo filtrante veniva spento e si effettuava il campionamento dell’aria nel secondo comparto. Al termine del campionamento, le piastre Plate Contact Agar (PCA), utilizzate con il campionatore SAS100, venivano poste in cella di incubazione a 37°C per 24 ore e veniva quindi valutato il numero di unità formanti colonia per piastra (ufc/piastra). Al termine di ogni esperimento la Smog Chamber veniva sterilizzata per mezzo di una soluzione di etanolo al 70% nebulizzata all’interno della SC per un tempo di un’ora e risciacquata poi con acqua sterile. La Tabella 3 riporta i risultati dei test effettuati.

Tabella 3. Valutazione della attività del dispositivo decontaminante. I valori in tabella rappresentano la media di 5 diversi esperimenti ed hanno una indeterminazione pari al 10%.

Tipo Media ufc/piastra rilevate

di filtro nel secondo comparto a confronto con i rispettivi controlli (tra parentesi) Camp.to camp.to Riduzione Tempo 0 20 litri %

50 litri

Poliestere 0 178 63%

(480)

Lana vetro 0 215 59%

Trattata (530)

Dai dati riportati in Tabella 3 à ̈ evidente l’efficacia del dispositivo contente le due sezioni Fotocatalitica e Antimicrobica nell’abbattere in un tempo breve (15’) la carica microbica che transita attraverso di esso.

Efficienza dell’ apparato di decontaminazione nell’abbattere ossidi di azoto, NOx

L’efficienza dell’apparato nel decontaminare da specie inquinanti di tipo chimico à ̈ stata valutata prendendo in esame miscele di ossidi di azoto di elevata concentrazione.

Le misure della concentrazione degli NOx iniziali (nell’intervallo da 0.6 a 0.7 ppm) e a diversi tempi di irradiazione sono state eseguite seguendo una metodologia analitica basata sulla chemiluminescenza, illustrata nella norma UNI 10878.

Per le misure di abbattimento degli NOxà ̈ stata monitorata la concentrazione in fase gassosa in funzione del tempo, in condizioni di ricircolo del gas attraverso l’apparecchiatura decontaminante dell’invenzione, con la Sezione Fotocatalitica illuminata e non illuminata.

I risultati riportati in Figura 4 indicano che in un tempo dell’ordine di 10 minuti l’apparato à ̈ in grado di abbattere concentrazioni iniziali di ossidi di azoto pari a 0.65 ppm.

E’ quindi evidente che l’apparecchiatura decontaminante dell’invenzione raggiunge gli scopi preposti, ottenendo in pochi minuti una pressoché totale eliminazione sia della carica batterica e virale dell’aria, sia delle sostanze inquinanti, quali i NOx, e degli odori. E’ anche significativo il fatto che con l’apparecchiatura dell’invenzione si ottenga congiuntamente e simultaneamente la sterilizzazione ed il disinquinamento dell’aria, mentre con i dispositivi dell’arte nota i due trattamenti avvengono in tempi differenti.

E’ stato visto inoltre che la predisposizione in successione della sezione anti-batterica/anti-virale e della sezione foto catalitica permette di ottimizzare il trattamento e di prolungare la vita dei filtri. Senza essere legati ad alcuna teoria, à ̈ infatti ipotizzabile che il trattamento foto catalitico, nella seconda sezione, dell’aria già sanificata dal trattamento antibatterico operato dai materiali nano cristallini di formula (I), sia più efficiente e veloce grazie al fatto che tutti i siti reattivi del materiale foto catalitico sono disponibili per catalizzare le reazioni chimiche di degradazione delle specie inquinanti.

Costituisce pertanto un ulteriore oggetto dell’invenzione un metodo per il trattamento dell’aria, comprendente i) una fase di eliminazione o riduzione della carica batterica e/o virale di detta aria per mezzo del passaggio di detta aria in contatto con un materiale ad attività antibatterica e antivirale, e ii) una fase di eliminazione o riduzione delle sostanze inquinanti e/o degli odori da detta aria per mezzo del passaggio di detta aria in contatto con un materiale ad attività foto catalitica.

E’ evidente che sono state descritte solo alcune forme particolari di realizzazione della presente invenzione, cui l’esperto dell’arte sarà in grado di apportare tutte quelle modifiche necessarie per il suo adattamento a particolari applicazioni, senza peraltro discostarsi dall’ambito di protezione della presente invenzione.

Sarà ad esempio possibile sostituire i materiali antibatterici di formula (I) con altri composti o materiali capaci di esplicare la medesima funzione, quali ad esempio polimeri caricati con sostanze antibiotiche o comunque sterilizzanti.

Claims (18)

1. RIVENDICAZIONI 1. Apparecchiatura decontaminante (1) per il trattamento dell’aria, comprendente un involucro (2) suddiviso in un primo ed un secondo compartimento (3, 4), disposti in posizione contigua in un qualsiasi ordine di successione, nel secondo di detti compartimenti (3, 4) essendo disposti mezzi di aspirazione (6), in cui uno di detti primo e secondo compartimento (3, 4) à ̈ per il trattamento antibatterico/antivirale dell’aria ed uno di detti primo e secondo compartimento (3, 4) à ̈ per il trattamento foto catalitico dell’aria e comprende mezzi di illuminazione UV (9), detti primo e secondo compartimento (3, 4) comprendendo rispettivamente un materiale ad attività antibatterica ed antivirale ed un materiale ad attività foto catalitica.
2. 2. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, in cui detto materiale ad attività antibatterica e antivirale comprende composti nanocristallini di formula (I): AOx-(L-Me<n+>)i(I) dove AOxrappresenta un ossido metallico o metalloidico, con x= 1 o 2, Me<n+>à ̈ uno ione metallico ad attività antibatterica scelto tra Ag<+>e Cu<++>, L à ̈ una molecola bifunzionale, organica o metallorganica, in grado di legare contemporaneamente sia l’ossido metallico o metalloidico che lo ione metallico Me<n+>, e i rappresenta il numero di gruppi L-Me<n+>legati ad una nanoparticella di AOx, in cui i à ̈ compreso tra 10<2>e 10<6>.
3. 3. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 2, in cui detti ossidi metallici o metalloidici AOxsono scelti tra la silice colloidale, il biossido di titanio, il biossido di zirconio, il biossido di stagno e l’ossido di zinco ed in cui L à ̈ un complesso metallorganico comprendente un legante organico, coordinato ad centro metallico, portante funzionalità boroniche, B(OH)2, fosfoniche, PO3H2o carbossiliche, COOH e gruppi, coordinati al centro metallico, capaci di legare ioni metallici con attività antibatterica.
4. 4. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 3, in cui detti gruppi capaci di legare ioni metallici con attività antibatterica sono scelti tra Cl-, Br-, I-, CNS-, NH2,CN<->ed NCS-.
5. 5. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 3 o 4, in cui detto legante organico coordinato al centro metallico à ̈ un legante dipiridilico e/o terpiridilico funzionalizzato con gruppi carbossilici COOH, boronici B(OH)2o fosfonici PO3H2, o in cui detti gruppi dipiridilici e/o terpiridilici sono sostituiti con gruppi carbossilici, preferibilmente in posizione para rispetto all’azoto piridinico oppure, nel caso in cui più di un gruppo dipiridilico e/o terpiridilico sia presente in detto complesso organometallico L, uno di detti gruppi può opzionalmente non essere sostituito.
6. 6. Apparecchiatura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 5, in cui detto metallo a cui sono coordinati detti leganti organici e detti gruppi capaci di legare ioni metallici con attività antibatterica, à ̈ un metallo della prima, seconda e terza riga di transizione del sistema periodico degli elementi che dà origine a molecole bifunzionali stabili, preferibilmente scelto tra Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ru, Rh, Pd, Re, Os, Ir, Pt.
7. 7. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 2, detti leganti L essendo scelti tra [(H3Tcterpy)M(CN)3]TBA, [(H3Tcterpy)M(NCS)3]TBA, [M(H3tcterpy)(bpy)NCS]TBA e [M(H2dcb)2(NCS)2, dove H3Tcterpy = 4,4’,4†-tricarbossi terpiridile, TBA= catione tetrabutilammonio, bpy = 2,2’dipiridile e H2dcb = acido 4,4’ dicarbossi-2,2’dipiridile.
8. 8. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 2, in cui L à ̈ una molecola organica contenente gruppi funzionali carbossilici COOH, fosfonici PO3H2e boronici B(OH)2, in grado di promuovere l’adsorbimento sulla superficie dell’ossido AOxe gruppi N, NH2, CN-, NCS-, CNS<->o SH, in grado di legare ioni metallici con attività antibatterica, detto legante L essendo scelto tra: - eterociclo azotato a 6-18 termini sostituito con uno o più sostituenti scelti tra carbossile COOH, gruppo boronico B(OH)2, gruppo fosfonico PO3H2, marcaptano SH, idrossile OH; - arile C6-C18, preferibilmente scelto tra fenile, naftile, difenile, sostituito con uno o più sostituenti scelti tra carbossile COOH, gruppo boronico B(OH)2, gruppo fosfonico PO3H2, marcaptano SH, idrossile OH; - acido mono- o di-carbossilico C2-C18, sostituito con uno o più gruppi mercaptano SH e/o idrossile OH.
9. 9. Apparecchiatura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 8, in cui detto materiale ad attività antibatterica ed antivirale comprende ulteriormente un surfattante cationico scelto tra un sale alchilammonico preferibilmente scelto tra composti di ammonio quaternario, benzil C12-C14, C1-alchilammonio cloruri, benzalconio cloruro o clorexidina digluconato.
10. 10. Apparecchiatura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 9, in cui detto materiale ad attività foto catalitica à ̈ un materiale nano cristallino comprendente uno strato di biossido di titanio, preferibilmente in forma di anatasio e/o acido perossititanico modificato.
11. 11. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 10, in cui detto materiale fotocatalitico comprende due o più strati di biossido di titanio, preferibilmente in forma di rutilo, interposti tra la superficie trattata e detto primo strato di biossido di titanio fotocatalitico.
12. 12. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 11, in cui detto materiale fotocatalitico comprende uno o più ulteriori strati fotocatalitici in biossido di titanio in forma di acido perossititanico o altri composti con forte potere di adesione e non ossidabili, interposti tra la superficie trattata e detto primo strato di biossido di titanio fotocatalitico.
13. 13. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 12, in cui detto materiale fotocatalitico comprende ulteriormente biossido di titanio in forma Brookite e/o surfattanti stabilizzanti.
14. 14. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 13, in cui detto materiale fotocatalitico comprende ulteriormente almeno un componente scelto tra idrossido di sodio (NaOH), ossido di litio (Li2O), solfito di sodio eptaidrato (Na2S2O3·7H2O), tiosolfato di sodio pentaidrato (Na2SO3·5H2O) e/o silice (SiO2).
15. 15. Apparecchiatura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 14, in cui detto materiale ad attività antibatterica ed antivirale e detto materiale ad attività foto catalitica sono disposti su filtri, detti filtri essendo realizzati in un materiale filtrante scelto tra: - materiale ceramico, preferibilmente cordierite; - fibra di polimero, preferibilmente fibra sintetica di poliestere espanso, impregnata di carboni attivi; - fibra di polimero, del tipo poliestere, poliestere termofissato, poliuretano, anche espanso, a panno, anche rotativi e/o a tazze e/o a carta, preferibilmente anche impregnati di carboni attivi, o riempiti interamente di carbone attivo, o misti o impregnati di zeolite in pellets; - fibra di vetro con setto filtrante in carta di microfibre di vetro in piccole pieghe o in pieghe profonde, anche con separatori in alluminio corrugato; - polipropilene (PP), polifenilenossido modificato (PPO), policarbonato (PC) o polistirene (PS), o in polistirene espanso sinterizzato (EPS) composto di un materiale espanso rigido di peso ridotto a celle chiuse, oppure misti.
16. 16. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 15, in cui anche la superficie interna di una o più pareti del compartimento (4) per il trattamento foto catalitico dell’aria à ̈ rivestita da detto materiale foto catalitico.
17. 17. Metodo per il trattamento dell’aria, comprendente i) una fase di eliminazione o riduzione della carica batterica e/o virale di detta aria per mezzo del passaggio di detta aria in contatto con un materiale ad attività antibatterica e antivirale, e ii) una fase di eliminazione o riduzione delle sostanze inquinanti e/o degli odori da detta aria per mezzo del passaggio di detta aria in contatto con un materiale ad attività foto catalitica.
18. 18. Metodo secondo la rivendicazione 17, in cui detto materiale ad attività antibatterica e antivirale e detto materiale ad attività foto catalitica sono come definiti in una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 14.