PT1328469E - Processo e dispositivo para a produção de oxigénio singuleto. - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO "PROCESSO E DISPOSITIVO PARA A PRODUÇÃO DE OXIGÉNIO SINGULETO" A invenção refere-se a um dispositivo para a produção de oxigénio singuleto do tipo mencionado no conceito geral da reivindicação 1, bem como a um processo para a preparação de uma superfície revestida com corante para um dispositivo deste tipo.

Um dispositivo deste tipo, para a produção de oxigénio singuleto é conhecido a partir do documento WO 97/29044 AI. Neste dispositivo, forma-se um câmara que apresenta duas superfície limítrofes, das quais uma é transparente, enquanto que a outra está revestida com um corante excitável por radiação luminosa. Esta superfície revestida com o corante é irradiada com luz de uma fonte luminosa que está disposta adjacentemente à superfície transparente. A fonte luminosa é, de um modo preferido, uma lâmpada de halogéneo, em que a superfície transparente separa, por filtração, uma determinada parte da radiação, de modo que se alcança uma radiação com um determinado espectro de frequência. Esta radiação luminosa actua sobre o corante que se encontra sobre a superfície revestida com corante em que o oxigénio que flui em corrente sobre esta superfície é levado a um estado excitado, de modo a formar oxigénio singuleto. O revestimento de corante é aplicado por deposição cinética, térmica ou química sobre uma superfície superior que apresenta microporos. A eficiência deste dispositivo conhecido é contudo reduzida e a produção da superfície revestida com corante é muito dispendiosa em que, além disso, se origina um 1 forte desenvolvimento de calor pela utilização da lâmpada de halogéneo. A partir do documento US-4579837 A é além disso conhecida a aplicação de várias camadas de corante orgânico policristalino sobre um substrato, tal como, p. ex., tripaflavina, eosina ou tetrazeno. A preparação da superfície revestida com corante também é muito dispendiosa neste caso. A invenção tem como base o objectivo de proporcionar um dispositivo, bem como um processo do tipo mencionado no início, que possibilita a produção de oxigénio singuleto com elevada eficiência para um dispêndio reduzido.

Este objectivo é solucionado pelas características mencionadas na reivindicação 1 e 14, respectivamente.

As configurações e aperfeiçoamentos vantajosos da invenção resultam das respectivas reivindicações dependentes.

No dispositivo de acordo com a invenção aplica-se uma única camada do corante nos poros finos sobre a superfície superior do substrato exercendo pressão e fricção num processo de polimento, em que esta superfície superior é tornada finamente rugosa e o corante é introduzido por polimento nas reentrâncias da superfície finamente rugosa. A profundidade das reentrâncias ou poros determina a espessura da camada do corante. Deste modo, o dispêndio para a preparação da superfície revestida com corante é muito reduzida. Além disso, neste processo qualquer não resulta prejuízo das propriedades do corante. A excitação do corante ocorre, de um modo preferido, com diodos luminosos cujo comprimento de onda de emissão está 2 ajustado ao máximo de absorção do respectivo corante, em que este máximo de absorção nos corantes mencionados em seguida se encontra, geralmente, na gama de 600-800 nm, uma gama para a qual estão disponíveis díodos luminosos habituais no mercado, com gamas de comprimento de onda relativamente estreitas.

Dado que, deste modo, podem ser utilizados diodos habituais no mercado para a excitação do corante resulta, por um lado, uma construção mais simples e mais económica e, por outro, devido à elevada eficiência luminosa de tais diodos luminosos, uma eficiência total do dispositivo mais elevada. O corante pode ser, por exemplo, uma ftalocianina verde ou azul, azul-de-metileno, rosa de Bengala, porfirina (tetrafenilporfirina de estanho) ou eosina. 0 substrato pode ser, de um modo preferido, uma chapa de plexiglas, chapa de vidro ou também uma chapa metálica com superfície superior isolada, por exemplo, uma chapa de alumínio anodizado. 0 corante pode estar dissolvido num solvente para uma distribuição mais uniforme e ser distribuído sobre a superfície num campo electromagnético ou o substrato pode ser carregado electrostaticamente e ser exposto com uma neblina de corante.

Para se obter as reentrâncias ou poros, o substrato pode ser tornado rugoso por um processo de jacto de areia. A invenção é explicada ainda mais detalhadamente com base nos exemplos de realização representados no desenho. No desenho mostram: 3

Figura 1 uma forma de realização do dispositivo para a activação de ar,

Figura 2 uma forma de realização do dispositivo para a activação de líquidos. A forma de realização do dispositivo representada na figura 1 compreende um invólucro 1 que, na forma de realização representada, apresenta uma secção cilíndrica, mas que também pode estar configurada de forma alongada com uma outra secção. Este invólucro forma uma câmara que está limitada por uma primeira superfície 4 que está limitada por um vidro de cobertura ou uma outra placa transparente e por outra uma superfície 6 revestida com um corante. Entre o vidro 4 de cobertura e a superfície 6 revestida com o corante pode estar disposta uma conduta de ar e/ou um separador 5 que obriga a que o oxigénio, ou um gás contendo oxigénio, conduzido pela câmara seja colocado em contacto íntimo com a superfície 6 revestida.

No lado do vidro 4 de cobertura oposto à superfície 6 revestida está disposta uma placa 2 guia que suporta os diodos 3 luminosos, que iluminam, através do vidro 4 de cobertura, o corante sobre a superfície 6. A superfície 6 é revestida com o corante de modo a que esta forme a superfície superior de um substrato que está finamente rugoso e deste modo provido de microporos, no interior dos quais o corante é introduzido por polimento por exercício de pressão.

Para se obter de uma distribuição uniforme do corante sobre a superfície 6 revestida, o corante pode ser dissolvido num 4 solvente adequado ser depois distribuído uniformemente sobre a superfície num campo electromagnético ou o substrato é carregado electrostaticamente e exposto a uma neblina de corante, em que a carga electrostática atrai o pó de corante, de modo que resulta igualmente uma distribuição fina uniforme das partículas de corante sobre a superfície superior.

Em ambos os casos a superfície superior é polida em seguida de modo que resulta uma aderência estável, uniformemente fina, do corante na superfície superior finamente rugosa.

Como corantes são particularmente adequados a ftalocianina, porfirina (tetrafenilporfirina de estanho) e eosina. Estes corantes têm uma gama de comprimento de onda de absorção máxima entre aproximadamente 600 nm e 680 nm, em que os diodos luminosos cuja emissão luminosa se encontra nesta gama de ondas são facialmente adquiríveis no mercado. O pico de excitação de oxigénio singuleto, isto é, a energia que se liberta no retorno do oxigénio ao seu estado fundamental, encontra-se em 634,3 nm. A energia de excitação para o oxigénio deveria ser, de um modo preferido, de onda mais curta do que 634,3 nm.

Sobre a superfície de corante excitada pela radiação de luz dos diodos luminosos ocorrem depois choques excitónicos contra as moléculas de oxigénio que estão contidas no gás conduzido através da câmara, em que os electrões periféricos das moléculas de oxigénio reagem com saltos para as órbitas incompletamente ocupadas seguintes, de modo que resulta um estado de oxigénio singuleto.

Um gás contendo oxigénio ou oxigénio puro pode ser aduzido através de uma entrada 7 à câmara entre a placa de cobertura 4 e 5 a superfície 6 revestida com corante e ser escoado através de uma saída 8, tal como isto está mostrado na Figura 1.

Na forma de realização mostrada na Figura 2, a entrada e a saída de gás não foram incluídas e é utilizado um substrato transparente sobre o qual se encontra um gás contendo oxigénio. 0 lado do substrato que não está revestido com o corante está directamente em contacto com a superfície 9 superior de um corpo ou de um liquido que deve ser exposto pelos excitões produzidos pela radiação no corante.

Lisboa, 28 de Maio de 2007 6

Claims (17)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Dispositivo para a produção de oxigénio singuleto, com um invólucro (1) , que forma uma câmara que apresenta pelo menos duas superfícies opostas, das quais uma (4) é transparente e a outra (6) suporta um revestimento de um corante excitável por luz e com uma fonte luminosa (3) para a irradiação da superfície (6) revestida com o corante, caracterizado por a superfície (6) revestida com o corante ser formada por um substrato com uma superfície com uma superfície finamente rugosa e por o corante ser introduzido por polimento para o interior das reentrâncias da superfície finamente rugosa.
2. 2. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a fonte luminosa ser formada por diodos (3) luminosos, cuja emissão de luz apresenta um comprimento de onda que se encontra na gama de uma absorção máxima de radiação do corante da superfície (6) revestida.
3. 3. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por o corante ser ftalocianina.
4. 4. Dispositivo de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por o corante ser ftalocianina verde.
5. 5. Dispositivo de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por o corante ser ftalocianina azul.
6. 6. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por o corante ser azul-de-metileno. 1
7. 7. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por o corante ser rosa de Bengala.
8. 8. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por o corante ser porfirina (tetrafenilporfirina de estanho).
9. 9. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por o corante ser eosina.
10. 10. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes caracterizado por a emissão de luz dos díodos luminosos se encontrar numa gama espectral entre aproximadamente 600 nm e 680 nm.
11. 11. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado por o substrato ser uma chapa de plexiglas.
12. 12. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 até 11, caracterizado por o substrato ser uma chapa de vidro.
13. 13. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 até 11, caracterizado por o substrato ser uma placa de alumínio anodizado.
14. 14. Processo para a preparação de uma superfície revestida com corante para um dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes caracterizado por um substrato ser provido com uma superfície superior finamente rugosa 2 sobre a qual o corante é uniformemente distribuído e introduzido nos poros da superfície finamente rugosa por exercício de pressão e polimento.
15. 15. Processo de acordo com a reivindicação 14, caracterizado por, para a distribuição uniforme, o corante ser dissolvido num solvente e ser distribuído uniformemente sobre a superfície num campo electromagnético.
16. 16. Processo de acordo com a reivindicação 14, caracterizado por, para a distribuição uniforme do corante, o substrato ser carregado electrostaticamente e exposto com uma neblina de corante.
17. 17. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 14-16, caracterizado por, como substrato, ser utilizada uma chapa de material sintético que é tornada rugosa por um jacto de areia. Lisboa, 28 de Maio de 2007 3