PT2072118T - Corpo moldado ceramico com um revestimento de superficie fotocataliticamente activo, purificador do ar, transparente, e processo para a preparação do mesmo - Google Patents

Corpo moldado ceramico com um revestimento de superficie fotocataliticamente activo, purificador do ar, transparente, e processo para a preparação do mesmo Download PDF

Info

Publication number
PT2072118T
PT2072118T PT80187065T PT08018706T PT2072118T PT 2072118 T PT2072118 T PT 2072118T PT 80187065 T PT80187065 T PT 80187065T PT 08018706 T PT08018706 T PT 08018706T PT 2072118 T PT2072118 T PT 2072118T
Authority
PT
Portugal
Prior art keywords
particles
photocatalytically active
peptidic
layer
molded body
Prior art date
Application number
PT80187065T
Other languages
English (en)
Inventor
Stoll Alexander
Ackerhans Carsten
Gast Eduard
Bahnemann Detlef
Stötzner Julia
Original Assignee
Erlus Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Erlus Ag filed Critical Erlus Ag
Publication of PT2072118T publication Critical patent/PT2072118T/pt

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J21/00Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
    • B01J21/06Silicon, titanium, zirconium or hafnium; Oxides or hydroxides thereof
    • B01J21/063Titanium; Oxides or hydroxides thereof
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G23/00Compounds of titanium
    • C01G23/04Oxides; Hydroxides
    • C01G23/047Titanium dioxide
    • C01G23/053Producing by wet processes, e.g. hydrolysing titanium salts
    • C01G23/0532Producing by wet processes, e.g. hydrolysing titanium salts by hydrolysing sulfate-containing salts
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/009After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone characterised by the material treated
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/45Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/50Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
    • C04B41/5025Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials with ceramic materials
    • C04B41/5041Titanium oxide or titanates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/80After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone of only ceramics
    • C04B41/81Coating or impregnation
    • C04B41/85Coating or impregnation with inorganic materials
    • C04B41/87Ceramics
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00Particle morphology
    • C01P2004/30Particle morphology extending in three dimensions
    • C01P2004/45Aggregated particles or particles with an intergrown morphology
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00Particle morphology
    • C01P2004/60Particles characterised by their size
    • C01P2004/64Nanometer sized, i.e. from 1-100 nanometer
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00Particle morphology
    • C01P2004/80Particles consisting of a mixture of two or more inorganic phases
    • C01P2004/82Particles consisting of a mixture of two or more inorganic phases two phases having the same anion, e.g. both oxidic phases
    • C01P2004/84Particles consisting of a mixture of two or more inorganic phases two phases having the same anion, e.g. both oxidic phases one phase coated with the other
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/22Rheological behaviour as dispersion, e.g. viscosity, sedimentation stability
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00586Roofing materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/0081Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 as catalysts or catalyst carriers
    • C04B2111/00827Photocatalysts

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)

Description

DESCRIÇÃO "CORPO MOLDADO CERÂMICO COM UM REVESTIMENTO DE SUPERFÍCIE FOTOCATALITICAMENTE ACTIVO, PURIFICADOR DO AR, TRANSPARENTE, E PROCESSO PARA A PREPARAÇÃO DO MESMO" A invenção refere-se a um corpo moldado cerâmico, de um modo preferido de cerâmica grosseira, com um revestimento fotocataliticamente activo, purificador do ar e de um modo preferido transparente, bem como um processo para a preparação do mesmo. A partir do documento WO 03/101913 é conhecido um corpo moldado cerâmico, nomeadamente uma telha, tijolo, clínquer ou uma placa de fachada, de material de base óxido cerâmico, que apresenta uma superfície de autolimpeza, em que o corpo moldado apresenta um revestimento óxido cerâmico poroso e o revestimento é fotocataliticamente activo e contém TiChproduzido por hidrólise de chama, em que o revestimento apresenta uma superfície específica numa gama de aproximadamente 25 m2/g até 200 m2/g. Além disso, o documento WO 03/101913 revela um processo para a preparação de um corpo moldado de cerâmica grosseira deste tipo.
Embora o processo conhecido a partir do documento WO 03/101913 para a preparação de corpos moldados cerâmicos com revestimento fotocataliticamente activo seja bem adequado, os corpos moldados cerâmicos preparados de acordo com este processo apresentam apenas propriedades purificadoras do ar diminutas e tendem para um assim designado "esbranquiçar". Este esbranquiçar é provocado pela dispersão da luz nas partículas de fotocatalisador aplicadas através do assim designado efeito Tyndall. 0 documento EP 1659106 A2 refere-se a um corpo moldado cerâmico com revestimento fotocataliticamente activo e um processo para a preparação do mesmo. O documento JP 11061798 refere-se a um componente inorgânico revestido com óxido de titânio fotocataliticamente activo. O documento US 6.576.589 Bl refere-se a um processo para a preparação de um fotocatalisador de TiCPdo tipo anatase. É objectivo da invenção disponibilizar um corpo moldado cerâmico melhorado e um processo para a preparação do mesmo, que a par de propriedades de autolimpeza fotocataliticamente ativas apresente também propriedades de purificação do ar.
Um objectivo adicional da invenção é, de um modo preferido, disponibilizar um corpo moldado cerâmico melhorado e um processo para a preparação do mesmo que apresente um revestimento de superfície transparente. Por revestimento de superfície transparente deve ser entendido, de um modo preferido, um revestimento de superfície cuja transmissão de luz perfaça mais de 90%, de um modo preferido mais de 99%. De um modo preferido, o revestimento de superfície transparente é incolor.
Além disso, de um modo preferido é objectivo da invenção disponibilizar um corpo moldado cerâmico melhorado e um processo para a preparação do mesmo que apresente um revestimento de superfície aderente. O objectivo que está na base da invenção é solucionado através de um corpo moldado cerâmico, nomeadamente uma telha, tijolo, clínquer e/ou uma placa de fachada, de material de base óxido cerâmico com estrutura capilar com um revestimento de superfície purificador do ar, quede um modo preferido é transparente, de acordo com a reivindicação 1.
Além disso, o revestimento de superfície do corpo moldado cerâmico de acordo com a invenção pode compreender partículas peptizadas não fotocataliticamente ativas, compreender partículas não fotocataliticamente ativas que estão rodeadas por uma camada de partículas peptizadas, e/ou compreender partículas não peptizadas não fotocataliticamente ativas. No caso das partículas peptizadas, podem tratar-se de partículas não fotocataliticamente ativas e/ou de partículas fotocataliticamente ativas.
Por peptização ou peptizar de partículas entende-se que os agregados secundários produzidos na ocasião da preparação das partículas são convertidos em agregados primários, que estão presentes estabilizados em termos electrostáticos. Isto efectua-se com o auxílio de um agente dispersante. Por conseguinte, por partículas peptizadas entendem-se, de um modo preferido, partículas em cuja superfície está acumulado um agente dispersante carregado em termos electrostáticos ou carregável em termos electrostáticos. Através desta acumulação, que também é designada como peptização, os agregados secundários produzidos na ocasião da preparação das partículas são convertidos em agregados primários, que podem formar dispersões coloidais estáveis. De um modo preferido, devido à estabilização electrostática, estas dispersões coloidais estáveis são armazenáveis no mínimo 1 ano, de um modo preferido 1 ano até 5 anos.
Por "partículas peptizadas" entendem-se de um modo preferido partículas em que são acumulados por exemplo ácido nítrico, ácido cítrico e/ou ácido clorídrico como agente dispersante, que contrariam a agregação das partículas. De um modo preferido as partículas peptizadas são rodeadas com uma camada monomolecular ou bimolecular de moléculas de ácido nítrico, moléculas de ácido cítrico e/ou moléculas de ácido clorídrico.
Com isso é evitado que as partículas peptizadas precipitem a partir das dispersões após armazenamento prolongado. A estabilização electrostática é efectuada, de um modo preferido, por se acumularem moléculas carregadas na superfície dos agregados primários. Estas moléculas carregadas também podem ser designadas como camada peptídica. Por partículas peptizadas devem entender-se partículas com uma camada peptídica. A camada peptídica pode ser total ou parcialmente fechada. Através da peptização ou da camada peptídica é substancialmente evitada uma reagregação das partículas e/ou dos agregados primários para formar agregados secundários.
De um modo preferido, a camada peptídica sobre as partículas peptizadas não fotocataliticamente ativas e/ou sobre as partículas peptizadas fotocataliticamente ativas apresenta uma espessura de 0,5 nm até 5 nm, de um modo preferido 1 nm até 2 nm. O tamanho dos agregados secundários antes da peptização perfaz de um modo preferido 100 até 200 nm, de um modo mais preferido 130 até 170 nm. O tamanho dos agregados primários corresponde de um modo preferido ao das partículas peptizadas individuais e/ou de um agregado de camadas esférico individual até um tamanho de agregado de 50 nm, de um modo preferido 25 nm, de um modo mais preferido 10 nm. Por compósito de camadas esférico devem entender-se de um modo preferido aglomerados primários individuais ou agregados primários de várias, poucas, partículas peptizadas fotocataliticamente ativas, de um modo preferido 2 até 5, ou partículas que estão rodeadas por partículas peptizadas, que de um modo preferido apresentam o tamanho indicado anteriormente.
De um modo preferido, o revestimento da superfície é hidrofílico.
Numa forma de realização, o revestimento de superfície não é preparado em qualquer processo sol-gel.
Numa forma de realização do corpo moldado cerâmico de acordo com a invenção, as partículas fotocataliticamente ativas apresentam um tamanho médio de partícula de 2 até 20 nm, de um modo preferido de 2 até 9 nm, de um modo mais preferido de 4 até 6 nm.
Numa forma de realização do corpo moldado cerâmico de acordo com a invenção, as partículas fotocataliticamente ativas apresentam um intervalo de banda de 3,0 até 3,5 eV.
Numa forma de realização do corpo moldado cerâmico de acordo com a invenção, as partículas fotocataliticamente ativas são selecionadas do grupo que é composto por T1O2 na modificação de rutilo, T1O2 na modificação de anatase, ZnO, a-Fe203, Y-AI2O3, SrTi03, Sn02, WO3, B12O3 e misturas destes. De um modo preferido, é utilizado T1O2 na modificação anatase e/ou ZnO.
De acordo com a invenção, as partículas fotocataliticamente ativas e/ou as partículas não fotocataliticamente ativas apresentam uma superfície específica determinada de acordo com o método BET de 250 até 500 m2/g, de um modo o mais preferido de 300 até 350 m2/g.
Numa forma de realização do corpo moldado cerâmico de acordo com a invenção, as partículas fotocataliticamente ativas compreendem T1O2 que está presente na forma de anatase no mínimo em 90% em peso, de um modo mais preferido no mínimo em 98% em peso, de um modo o mais preferido em 100% em peso, em relação ao peso total do TÍO2.
Numa forma de realização, o TiCPé produzido por hidrólise de chama, de um modo preferido como T1O2 altamente disperso.
De um modo preferido é utilizado óxido de alumínio, que em termos cristalográficos está presente na forma δ. Um óxido de alumínio adequado está disponível na Evonik/Degussa como óxido de alumínio C. A título de exemplo, o Aerosil COK 84, uma mistura de 84% em peso de Aerosil e 16% em peso de óxido de alumínio em relação ao peso total de Aerosil e óxido de alumínio C, mostrou-se como muito adequado. Este está inicialmente presente na forma agregada, no entanto por peptização, de um modo preferido com ácido nítrico, é dividido em partículas individuais ou agregados mais pequenos, como definido anteriormente.
Numa forma de realização do corpo moldado cerâmico de acordo com a invenção, as partículas de TiChpodem ser preparadas por um processo de digestão com sulfato.
No processo de digestão com sulfato é obtida escória de titânio metálica por exemplo a partir de FeTiChpor redução com coque. Esta escória de titânio pode ser tratada com ácido sulfúrico concentrado a 100 até 180 °C. O bolo de digestão obtido neste caso, eventualmente sob a adição de sucata de ferro, pode ser dissolvido em água quente. Neste caso precipita T1O2 · XH2O, que pode ser queimado a 800 até 1000 °C para formar T1O2, que está presente de um modo preferido na forma de anatase.
Também o dióxido de titânio produzido no processo de digestão com sulfato é utilizado de um modo preferido em combinação com óxido de alumínio, que em termos cristalográficos está presente de um modo preferido na forma δ.
Numa forma de realização do corpo moldado de acordo com a invenção, as partículas não fotocataliticamente ativas são seleccionadas do grupo que é composto pora-AÍ203, S1O2 e misturas destes. De um modo preferido, as partículas não fotocataliticamente ativas, medidas sem peptização, apresentam um tamanho médio de partícula de 5 até 25 nm, de um modo preferido 10 até 15 nm, em que de um modo preferido tratam-se de partículas individuais, que não estão agregadas.
Numa forma de realização do corpo moldado de acordo com a invenção, a razão de massas das partículas fotocatalíticas para as partículas não fotocataliticamente ativas perfaz de 2,5:6 até 5:6, de um modo preferido de 3:6 até 4:6. De um modo preferido são utilizadas partículas de dióxido de titânio como partículas fotocataliticamente ativas e/ou partículas de SiChcomo partículas não fotocataliticamente ativas.
Numa forma de realização do corpo moldado cerâmico de acordo com a invenção, o revestimento de superfície compreende partículas de T1O2 que estão rodeadas por uma camada total ou parcialmente fechada de partículas de AI2O3 peptizadas e/ou compreende partículas de TiCPpeptizadas. De um modo preferido, entre as partículas de TiCPe a camada total ou parcialmente fechada de partículas de AI2O3 peptizadas está disposta uma camada de ácido metatitânico e/ou entre as partículas de T1O2 e a camada peptídicaestá disposta uma camada de ácido metatitânico. De um modo preferido, a camada de ácido metatitânico está totalmente fechada. A camada de ácido metatitânico apresenta de um modo preferido uma espessura numa gama de 2 até 20 nm, de um modo mais preferido de 2 até 5 nm.
Numa forma de realização do corpo moldado cerâmico de acordo com a invenção, as partículas de TÍO2, a camada de ácido metatitânico e a camada de partículas de AI2O3 peptizadas formam um composto com um tamanho médio de partícula de 30 nm até 50 nm, de um modo preferido 35 até 45 nm.
Numa forma de realização do corpo moldado cerâmico de acordo com a invenção, o revestimento de superfície apresenta um tamanho médio de poro de 2 até 10 nm, de um modo preferido de 2 até 5 nm.
Numa forma de realização, o revestimento de superfície não apresenta quaisquer elevações ou elevações menores do que 50 nm, de um modo preferido menores do que 30 nm. Por elevações do revestimento de superfície entende-se de um modo preferido a própria estruturação do revestimento de superfície.
Naturalmente, o próprio material de base óxido cerâmico pode apresentar uma estruturação adicional na gama de nanómetros ou micrómetros. A título de exemplo, o material de base óxido cerâmico apresenta elevações numa gama de 10 até 4 0 ym. Numa forma de realização preferida, o revestimento de superfície do corpo moldado cerâmico de acordo com a invenção apresenta apenas as distâncias e alturas que resultam do tamanho das partículas fotocataliticamente ativas, que estão dispostas como empacotamento compacto de esferas.
Numa forma de realização do corpo moldado cerâmico de acordo com a invenção, o revestimento de superfície apresenta uma espessura na gama de 20 até 400 nm, 50 até 200 nm. Numa outra forma de realização, o revestimento de superfície consiste apenas numa camada monomolecular.
Numa forma de realização do corpo moldado cerâmico de acordo com a invenção, o revestimento de superfície compreende além disso um agente ligante orgânico ou inorgânico. De um modo preferido, o ligante inorgânico é seleccionado do grupo composto por vidro líquido, ácido silícico, os seus derivados, bem como as suas misturas. A título de exemplo, a razão de peso de agente ligante relativamente a partículas fotocataliticamente ativas encontra-se numa gama de 1:1 até 1:0,6, em relação ao revestimento de superfície terminado.
Numa forma de realização do corpo moldado cerâmico de acordo com a invenção, entre o material de base óxido cerâmico com estrutura capilar e o revestimento de superfície está disposto um engobe ou um esmalte. Numa outra forma de realização do corpo moldado cerâmico de acordo com a invenção, está disposto um engobe ou um esmalte entre o material de base óxido cerâmico com estrutura capilar e o revestimento de superfície.
Numa outra forma de realização, entre o material de base óxido cerâmico com estrutura capilar e o revestimento de superfície não está disposto qualquer engobe ou qualquer esmalte.
No sentido da presente invenção, um esmalte é, de um modo preferido, um revestimento fino vidrado, de 0,2 até 10 mm, de um modo mais preferido 1-3 mm, sobre um corpo moldado de cerâmica grosseira. De um modo preferido, o esmalte é fundido a temperatura baixa, a uma temperatura de um modo preferido abaixo de 800 °C até 1300 °C, de um modo mais preferido a uma temperatura de 900 °C até 1100 °C, de um modo mais preferido é fundido a um ponto mais baixo do que o corpo de base de cerâmica grosseira revestido. De um modo preferido, o esmalte compensa a rugosidade do corpo de base. Numa forma de realização, o esmalte é impermeável à água, no entanto, de um modo preferido, é ainda permeável ao vapor de água devido a uma microporosidade, de modo que as propriedades originais do corpo moldado cerâmico, nomeadamente telhas, tijolos, clínquer e/ou elementos de fachada, não ficam limitados relativamente à permeabilidade ao vapor de água. O esmalte é maioritariamente aplicado para fins decorativos e pode variar na cor, transparência, opacidade e brilho. Numa forma de realização, o esmalte compreende ou consiste em 50-80% em peso de frita de vidro, 10- 40% em peso de argila e/ou caulino, bem como 0-40% em peso de pigmentos corantes e/ou agentes de opacidade. A frita de vidro é de um modo preferido um pó de vidro de fusão a baixa temperatura que é obtido de uma massa fundida de
Si02sob a adição de óxidos de baixo ponto de fusão, tais como L12O, Na2<3, K2O, B2O3, CaO, BaO, B12O3 e/ou ZnO. Como agente de opacidade são utilizados, por exemplo, óxidos refractários, tais como p. ex. AI2O3, SnCh, ZrCh, AS2O3, AS2O5, CeCb, WO3, V2O3 e/ou V2O5, quede um modo preferido não se fundem e com isso são distribuídos uniformemente como partículas na massa fundida. Como pigmentos corantes são adicionados de um modo preferido óxidos metálicos coloridos, tais como CoO, C02O3, C03O4, NiO, N12O3, CuO, Cr203, UO2, UO3, Sb203, Sb20s, Μηθ2, T1O2, FeO, Fe203, Fe304, MgO, BeO, SrO, Se03, Er203 e/ou Sb203 ou, no caso de toxidade, óxidos metálicos já encapsulados, individualmente ou numa razão de mistura, de modo que seja obtida a cor desejada.
Em contraste com as telhas vidradas, as telhas com engobe apresentam 60 até 100% em peso de argila e/ou caulino e/ou bentonite, e eventualmente 0 até 40% em peso de frita de vidro, em relação ao peso total do engobe.
Numa forma de realização do corpo moldado cerâmico de acordo com a invenção, o revestimento de superfície está disposto sobre a totalidade da superfície do material de base óxido cerâmico numa estrutura capilar. Numa outra forma de realização do corpo moldado cerâmico de acordo com a invenção, o revestimento de superfície está disposto apenas sobre o lado do corpo moldado cerâmico que está exposto à luz solar e/ou aos gases de exaustão no ar.
Numa forma de realização, o revestimento de superfície apresenta propriedades de auto-limpeza.
No sentido da invenção, pelo termo revestimento de superfície com auto-limpeza entende-se que bolores, hifas de fungos, crescimentos de plantas, por exemplo musgo e/ou algas, contaminações bacterianas e/ou impurezas de instalações industriais depositadas sobre o revestimento de superficies são degradadas fotoquimicamente e eliminadas. 0 revestimento com auto-limpeza oxida as referidas substâncias ou impurezas, pelo que estas apresentam uma capacidade de adesão reduzida, e no caso de rega ou de aspersão com água são facilmente lavadas da superfície do corpo moldado de acordo com a invenção.
Supõe-se que o revestimento fotocataliticamente activo pode, por um lado, actuar de forma oxidante directamente sobre as impurezas orgânicas. Por outro lado, assume-se que o efeito oxidativo do revestimento fotocataliticamente activo é efectuado indirectamente pela produção de radicais de oxigénio e/ou radicais hidroxilo, que subsequentemente oxidam as substâncias poluentes e/ou impurezas, e com isso degradam-nas.
Numa forma de realização, o corpo moldado cerâmico é adequado para degradar quer substâncias nocivas orgânicas, como também substâncias nocivas inorgânicas, como por exemplo óxidos de azoto. No sentido da invenção, por um revestimento de superfície purificador do ar entende-se, de um modo preferido, que os gases nocivos e/ou substâncias nocivas presentes no ar, como por p. ex. NOx, SOx, formaldeído, acetaldeído, tolueno, são degradados fotocataliticamente e, com isso, purificam o ar circundante.
Descobriu-se de um modo surpreendente que um revestimento de superfície como definido na reivindicação 1 apresenta também, a par de propriedades de auto-limpeza, propriedades de purificação do ar.
Além disso, descobriu-se de um modo surpreendente que um revestimento de superfície como definido na reivindicação 1 apresenta uma adesão excelente sobre o corpo moldado cerâmico, em particular sobre um corpo moldado cerâmico vidrado.
Além disso, descobriu-se de um modo surpreendente que o corpo moldadocerâmico de acordo com a invenção apresenta uma superfície transparente e/ou mate.
Numa forma de realização do corpo moldado de acordo com a invenção, este pode ser preparado de acordo com o processo descrito em seguida.
Numa forma de realização do corpo moldado de acordo com a invenção, a camada peptídica e/ou a camada de ácido metatitânico é eliminada total ou parcialmente por aquecimento, de um modo preferido para mais de 100 °C até 600 °C, de um modo mais preferido 300 até 600 °C. O corpo moldado assim obtido apresenta um revestimento de superfície muito finamente distribuído. De um modo preferido, a camada peptídica é eliminada em no mínimo 50% em peso, de um modo mais preferido em mínimo 90% em peso, de um modo o mais preferido em 95% em peso, em relação ao peso total da camada peptídica. De um modo preferido, a camada de ácido metatitânico é eliminada em no mínimo 50% em peso, de um modo mais preferido em no mínimo 90% em peso, de um modo o mais preferido em 95% em peso, em relação ao peso total da camada de ácido metatitânico.
As propriedades vantajosas descritas anteriormente para o corpo moldado cerâmico também permanecem após a eliminação da camada peptídica ou da peptização, uma vez que a distribuição fina das partículas no revestimento de superfície não é influenciada. 0 objectivo subjacente à invenção é adicionalmente solucionado através de um processo para a preparação de um corpo moldado de cerâmica grosseira, nomeadamente uma telha, tijolo, clínquer e/ou um painel de fachada, de material de base óxido cerâmico com estrutura capilar e com um revestimento de superfície com purificação do ar, que de um modo preferido é transparente, de acordo com a reivindicação 8.
Numa forma de realização do processo de acordo com a invenção, após o passo c) num passo adicional d) , a camada preparada no passo c) é endurecida a temperaturas em que a peptização é dissociada.
No processo de acordo com a invenção, no passo a) podem ser utilizadas partículas peptizadas fotocataliticamente ativas e/ou partículas fotocataliticamente ativas que estão rodeadas por uma camada de partículas peptizadas, como já definidos anteriormente em relação ao corpo moldado de acordo com a invenção.
No processo de acordo com a invenção, à dispersão no passo a) são adicionalmente adicionadas partículas peptizadas e/ou não peptizadas não fotocataliticamente ativas. De um modo preferido, no caso das partículas não fotocataliticamente ativas tratam-se de partículas de SÍO2. De um modo preferido, as partículas de SÍO2 são não peptizadas.
No processo de acordo com a invenção, no passo a) da dispersão são adicionadas partículas de TÍO2, que estão rodeadas por uma camada de ácido metatitânico, e em que em torno da camada de ácido metatitânico na camada mais externa está disposta uma camada total ou parcialmente fechada de partículas de AI2O3 peptizadas.
As partículas peptizadas fotocataliticamente ativas e/ou as partículas não fotocataliticamente ativas podem ser obtidas por dispersão numa solução de agente dispersante. Por solução de agente dispersante devem entender-se de um modo preferido soluções livres de partículas, que actuam contra a agregação das partículas fotocataliticamente ativas e que contêm um agente dispersante. A título de exemplo, podem ser utilizadas soluções de agente dispersante que compreendem ácido cítrico, ácido nítrico e/ou ácido clorídrico como agente dispersante. De um modo preferido, as soluções contêm 1 até 20% em peso, de um modo mais preferido 5 até 10% em peso do agente dispersante, em relação ao peso total da solução dispersante sem as partículas a pepti zar. A título de exemplo, as partículas peptizadas fotocataliticamente ativas e/ou as partículas peptizadas não fotocataliticamente ativas podem ser preparadas de forma análoga ao processo descrito no documento EP 1175259 Bl.
Numa forma de realização do processo de acordo com a invenção, as partículas de TiChsão preparadas antes do passo a) através de um processo de digestão com sulfato e/ou através de um processo de hidrólise de chama.
Numa forma de realização do processo de acordo com a invenção, no passo b) o revestimento de superfície é aplicado numa espessura de 20 até 400 nm, de um modo preferido 50 até 200 nm, sobre o material de base óxido cerâmico com estrutura capilar.
Numa forma de realização é primeiro aplicado um engobe ou esmalte sobre o material de base óxido cerâmico com estrutura capilar e em seguida é aplicado o revestimento de superfície.
Numa outra forma de realização é primeiro aplicado o revestimento de superfície sobre o material de base óxido cerâmico com estrutura capilar, e em seguida é aplicado um engobe ou esmalte. No entanto, o revestimento de superfície também pode ser aplicado sobre um corpo moldado de cerâmica grosseira sem engobe ou sem esmalte.
Numa forma de realização do processo de acordo com a invenção, a dispersão preparada no passo a) é ajustada para um valor de pH < 3, de um modo preferido d 2, de um modo mais preferido para um valor de pH de 1 até 2. De um modo preferido, é utilizado ácido nítrico para o ajuste do valor de pH.
Numa forma de realização do processo de acordo com a invenção, no passo c) , o revestimento de superfície é seco a 10 até 90 °C. De um modo preferido, o passo b) e c) são realizados em combinação e o revestimento de superfície é aplicado a uma temperatura de superfície do material de base óxido cerâmico de 10 até 90 °C.
Numa forma de realização do processo de acordo com a invenção, no passo d) , o revestimento de superfície é endurecido a uma temperatura de 100 até 600 °C, de um modo preferido de 200 °C até 450 °C, de um modo mais preferido de 250 até 300 °C. Numa forma de realização do processo de acordo com a invenção, este processo de endurecimento dura 2 até 20 minutos, de um modo preferido 5 até 10 minutos. Através do tratamento térmico posterior, é separada água do ácido metatitânico eventualmente presente. Além disso, de um modo preferido, também são libertados os ácidos acumulados na superfície das partículas peptizadas. A dissociação do ácido metatitânico e/ou da camada peptídica pode efectuar-se parcial ou totalmente. A temperaturas de no mínimo 300° Ocorre em grande medida uma dissociação completa do ácido metatitânico e/ou da camada peptídica.
Numa forma de realização do processo de acordo com a invenção, no passo a) é misturado um agente ligante orgânico ou inorgânico à dispersão. De um modo preferido é utilizado como agente ligante um agente ligante inorgânico, por exemplo vidro líquido, ácido silícico, ácido titânico, os seus derivados e/ou as suas misturas. De um modo preferido, no passo a), o agente ligante é adicionado por mistura numa quantidade de 0,01% em peso até 10% em peso, em relação ao peso total da dispersão.
Numa forma de realização do processo de acordo com a invenção, no passo a) , as partículas fotocataliticamente ativas são adicionadas, sem considerar eventuais camadas circundantes, numa quantidade de 0,01% em peso até 10% em peso, de um modo preferido 1% em peso até 2,5% em peso, em relação ao peso total da dispersão preparada no passo a).
Numa forma de realização do processo de acordo com a invenção, no passo a),as partículas não fotocataliticamente ativas são adicionadas, sem considerar eventuais camadas circundantes, numa quantidade de 0,01% em peso até 20% em peso, de um modo preferido 1% em peso até 4% em peso, em relação ao peso total da dispersão preparada no passo a).
Para a preparação da dispersão no passo a) é utilizado um solvente polar, por exemplo água, álcoois alifáticos mono- ou polivalentes de cadeia curta, como p. ex. metanol, etanol, e/ou análogos de álcoois monovalentes, glicóis, como p. ex. etilenoglicol, análogos de dióis e/ou éter glicólicoe/ou outros solventes orgânicos polares, tais como ésteres, acetona, acetonitrilo, e/ou análogos de cetonas e/ou nitrilos e/ou misturas destes solventes. De um modo preferido é utilizada água como solvente polar. De um modo preferido é utilizado um solvente livre de álcool. Isto simplifica a condução do processo, uma vez que não é necessária qualquer protecção contra explosão. Numa forma de realização preferida de um modo particular, é utilizada água em conjunto com um agente tensioactivo como solvente. No essencial, são adequados todos os tipos de agentes tensioactivos, como por exemplo agentes tensioactivos não iónicos, iónicos e/ou anfotéricos. De um modo preferido em particular é utilizado um agente tensioactivo não iónico, em particular à base de polímeros de óxido de etileno e/ou óxido de propileno. A titulo de exemplo, o Pluronic F-127 foi considerado adequado. De um modo preferido, a quantidade de agente tensioactivo na dispersão perfaz 0,1 até 0,6% em peso, de um modo mais preferido 0,2 até 0,4% em peso, em relação ao peso total da dispersão.
Numa forma de realização, o potencial zeta da solução a aplicar no passo a) perfaz -20 até -40 mV, de um modo preferido -25 até -35 mV. De um modo preferido, o potencial zeta é determinado à temperatura ambiente (25 °C) . A titulo de exemplo, o potencial zeta pode ser determinado com o Zeta-Particle-Sizer DT-1200 da firma QuantaChrome. A dispersão pode ser preparada no passo a) por agitação, ultras sons, Ultrathorax ou por um moinho coloidal.
Numa forma de realização, no passo b), a dispersão é aplicada sobre um material de base óxido cerâmico, de um modo preferido uma telha, tijolo, clínquer e/ou painel de fachada, que apresenta uma humidade de 0,1 até 2%, em relação ao peso total do corpo moldado de cerâmica grosseira.
Numa forma de realização, no passo b) , a dispersão preparada no passo a) é aplicada por pulverização, vazamento, imersão ou tracção. Para o efeito, o corpo moldado cerâmico pode ser mantido à temperatura ambiente e subsequentemente ser seco ou ser pré-aquecido para uma gama de temperatura de 10 até 90 °C. De um modo preferido, na secagem subsequente, a temperatura perfaz 40 até 60 °C ou a temperatura da telha perfaz 40 ° até 60 °C na ocasião da aplicação da dispersão.
Numa forma de realização do processo de acordo com a invenção são primeiro dispersas partículas de ácido silícico com um tamanho de partícula na gama de 3 até 7 nm, de um modo preferido de 4 até 6 nm, em água VE (água desmineralizada) . De um modo preferido, as partículas de ácido silícico são adicionadas numa concentração final de 1,0 até 4,0% em peso, em relação ao peso total da dispersão. Em seguida, as partículas de T1O2 peptizadas, que estão rodeadas por uma camada de ácido metatitânico e foram peptizadas com uma camada de AI2O3, são incorporadas por dispersão. Estas partículas de T1O2 peptizadas, incluindo a camada de AI2O3, apresentam um tamanho na gama de 30 até 50 nm, de um modo preferido 35 até 45 nm. De um modo preferido, as partículas de T1O2 são adicionadas numa concentração final de 1,0 até 2,5% em peso em relação ao peso total da dispersão. 0 valor de percentagem em peso refere-se apenas ao peso do T1O2 adicionado. Em seguida é adicionada mais água VE e, de um modo preferido por meio de ácido nítrico, é ajustado um valor de pH de d 2, de um modo preferido um valor de pH de 1,5 até 2. Em seguida a dispersão é misturada com 0 até 40% em peso de etanol em relação ao peso total da dispersão. Alternativamente, em vez do etanol ou adicionalmente também pode ser adicionado um agente tensioactivo numa concentração de 0,1 até 0,6% em peso, de um modo mais preferido 0,2 até 0,4% em peso, em relação ao peso total da dispersão. A concentração das partículas de SiCbperfazde um modo preferido 1,0 até 4,0% em peso em relação ao peso total da dispersão terminada. De um modo preferido, a dispersão terminada é agitada adicionalmente 10 até 15 h após a adição de etanol. De um modo preferido, é agitada a uma velocidade angular de 600 até 800 rpm. O corpo moldado cerâmico pode ser utilizado de um modo vantajoso para a purificação do ar de gases de exaustão e substâncias nocivas. Por exemplo, no caso de gases de exaustão ou de substâncias nocivas tratam-se de NOx, SOx, formaldeído, acetaldeído e/ou tolueno.
De um modo vantajoso, os corpos moldados cerâmicos de acordo com a invenção apresentam uma superfície mate, pelo que as falhas são menos visíveis.
Figuras : A figura la mostra uma partícula 1 de T1O2 fotocataliticamente ativa, que apresenta uma camada 2 peptídica. A figura lb mostra uma partícula 1 de T1O2 fotocataliticamente ativa, que está rodeada esfericamente por partículas 3 não fotocataliticamente ativas. As partículas 3 apresentam respectivamente uma camada 2 peptídica. A figura lc mostra uma partícula 1 de T1O2 fotocataliticamente ativa, que apresenta uma camada 4 de ácido metatitânico e está rodeada esfericamente por partículas 3 não fotocataliticamente ativas apresentando uma camada 2 peptídica.
Os exemplos descritos em seguida devem explicar a presente invenção com maior detalhe, no entanto sem a limitar de maneira alguma:
Exemplo la
Primeiro foram dispersas partículas de ácido silícico (Levasil 200, 30%) com um tamanho médio de partícula numa gama de 5 nm em água VE (água desmineralizada) numa concentração final de 20% em peso, em relação ao peso total da dispersão, a um valor de pH inferior a 2. Em seguida, as partículas de T1O2 na modificação de anatase, que estão rodeadas por uma camada de ácido metatitânico e foram previamente peptizadas com uma camada de AI2O3, foram incorporadas por dispersão (obtenível como Hombikat XXS100 na firma Sachtleben) . As partículas de T1O2 peptizadas, incluindo a camada de AI2O3, apresentavam um tamanho de agregado numa gama de 30 até 50 nm, de um modo preferido 35 até 45 nm. As partículas de T1O2 foram adicionadas numa concentração final de 20% em peso em relação ao peso total da dispersão. O valor de percentagem em peso refere-se apenas ao peso do T1O2 adicionado. O tamanho médio de partícula das partículas de T1O2 puras sem camadas circundantes perfez 7 nm.
Em seguida foi ajustado um valor de pH de 2 por meio de ácido nítrico. Em seguida, por adição de água VE e etanol, foi ajustada uma concentração de 2,4% em peso de S1O2, 1,6% em peso de T1O2, 30% em peso de etanol e 66% em peso de água VE na dispersão terminada. O valor de percentagem em peso refere-se apenas ao peso das substâncias adicionadas sem camadas circundantes. A dispersão foi dispersa a uma velocidade angular de 600 rpm durante 12 h. A dispersão foi pulverizada com uma espessura de camada de 187 nm sobre uma telha a uma temperatura de 50 °C e foi endurecida a uma temperatura de 300 °C.
Exemplo lb
Primeiro foram colocadas num recipiente partículas de ácido silícico (Levasil 200E/20%, Evonik) com um tamanho médio de
partícula (agregados primários) numa gama de 35 nm em água VE (água desmineralizada) numa concentração final de 20% em peso, em relação ao peso total da dispersão, e foram dispersas a um valor de pH de 3. Em seguida, as partículas de T1O2 peptizadas na modificação de anatase foram incorporadas por dispersão (obtenível como suspensão VP disp. W740X na firma Evonik). As partículas de T1O2, incluindo a peptização, apresentavam um tamanho de agregado (agregados primários) numa gama de 40 até 50 nm. As partículas de T1O2 foram adicionadas numa concentração final de 40% em peso em relação ao peso total da dispersão. O valor de peso refere-se apenas ao peso do T1O2 adicionado.
Em seguida foi adicionado um agente tensioactivo não iónico (Pluronic F-127). Finalmente foi ajustada uma concentração de 1,58% em peso de S1O2 e 7,4% em peso de T1O2 pela adição de água VE na dispersão terminada. O valor de peso refere-se apenas ao peso das substâncias adicionadas sem camadas circundantes. A dispersão foi dispersa a uma velocidade angular de 600 rpm durante 12 h. O potencial zeta desta dispersão perfez -31 mV medido com o Zeta-Particle-Sizer DT-1200 da firma QuantaChrome a 25 °C. A dispersão foi pulverizada com uma espessura de camada de aproximadamente 200 nm sobre uma telha a uma temperatura de 50 °C e foi endurecida a uma temperatura de 300 °C.
Exemplo lc
Primeiro foram colocadas num recipiente partículas de ácido silícico (Levasil 200E/20%) com um tamanho médio de partícula (agregados primários) numa gama de 35 nm em água VE (água desmineralizada) numa concentração final de 20% em peso, em relação ao peso total da dispersão, e foram dispersas a um valor de pH de 3. Em seguida, as partículas de T1O2 peptizadas na modificação de anatase foram incorporadas por dispersão (obtenível como suspensão S5-300B na firma Millennium). As partículas de T1O2, incluindo a peptização, apresentavam um tamanho de agregado numa gama de 20 até 30 nm (agregados primários). As partículas de T1O2 foram adicionadas numa concentração final de 20% em peso em relação ao peso total da dispersão. O valor de peso refere-se apenas ao peso do T1O2 adicionado. O tamanho médio de partícula das partículas de T1O2 puras sem peptização perfez 7 nm. Em seguida foi adicionado um agente tensioactivo não iónico (Pluronic F-127). Finalmente foi ajustada uma concentração de 1,58% em peso de SÍO2 e 3,38% em peso de T1O2 pela adição de água VE na dispersão terminada. 0 valor de peso refere-se apenas ao peso das substâncias adicionadas sem camadas circundantes. A dispersão foi dispersa a uma velocidade angular de 600 rpm durante 12 h. O potencial zeta desta dispersão perfez -28 mV medido com o Zeta-Particle-Sizer DT-1200 da firma QuantaChrome a 25 °C. A dispersão foi pulverizada com uma espessura de camada de aproximadamente 200 nm sobre uma telha a 50 °C e foi endurecida a uma temperatura de 300 °C.
Exemplo de comparação 2 A dispersão foi preparada como no exemplo 1 com a diferença de que as partículas de T1O2 (P25 da firma Degussa) apresentavam um tamanho de partícula de 21 nm e o S1O2 um tamanho de partícula de 5 até 15 nm. Além disso, as partículas de TiChnão foram rodeadas por ácido metatitânico e AÍ203peptizado. Além disso, foi ajustado um valor de pH de 10. A dispersão foi pulverizada com uma espessura de camada de 27 0 nm sobre uma telha a uma temperatura de 50 °C e foi endurecida a uma temperatura de 300 °C.
Exemplo 3
Foi medida a degradação de NOx, estearato de metilo e azul de metileno e foi indicada como eficiência fotónica. A eficiência fotónica é o rendimento dos fotões que estão disponíveis a um comprimento de onda de 350 nm em relação à superfície de tijolo irradiada. 1. Degradação de azul de metileno 1.1. Ensaio de irradiação
Todos os tijolos foram previamente irradiados antes desta pesquisa, 3 dias com luz UV-A de 1,0 mW/cm2.
Devido à grande superfície interna dos tijolos, estes foram mantidos constantemente húmidos tanto durante o ensaio de adsorção como também durante a irradiação, para evitar uma absorção das soluções de azul de metileno.
Para esta pesquisa foi aplicada primeiro uma quantidade definida de uma solução de adsorção a 0,02 mM (azul de metileno) sobre a superfície a ser testada e foi guardada na escuridão durante no mínimo 12 h. Este tratamento prévio serve para saturar o tijolo fortemente adsorvente de líquidos com solução de azul de metileno, de modo que foram evitadas distorções por uma absorção de azul de metileno do tijolo devido à adsorção no tijolo na experiência seguinte.
Em seguida, para a experiência, a solução de adsorção foi substituída por uma solução de azul de metileno a 0,01 mM e todo o sistema foi irradiado durante 3 h com luz negra UV-A de 1,0 mW/cm2.
Os valores de absorção desta solução corante foram medidos antes e depois da irradiação ao comprimento de onda de 663 nm, para determinar a concentração de substância corante remanescente na solução.
Ao longo de um espaço de tempo de 3 horas foi retirada uma amostra a cada 20 min e foi medido um espectro de absorção a 663 nm. A diminuição da absorção é proporcional à diminuição da concentração do azul de metileno, em que a concentração de azul de metileno foi determinada com base numa curva de calibração conhecida. Com isso foi obtida uma taxa de degradação a [nM/min] .
Todo o ensaio foi repetido novamente no escuro, para determinar a perda de azul de metileno independente da luz. A taxa de degradação a, medida sob irradiação de UV, foi corrigida por aquela determinada no exame no escuro aa: ac = a - ad = 5, 65 nM/min.
Supôs-se que para a descoloração de uma molécula de azul de metileno é necessário um fotão (hv). A partir da taxa de degradação pode ser então determinada como descrito em seguida a eficiência fotónica, que é uma medida absoluta para a actividade fotocatalitica. A partir da relação de Einstein da frequência v e do comprimento de onda λ para a velocidade da luz c = v · λ e da relação da frequência para a energia E = h · v, bem como do número de Avogadro Na, resulta a energia de uma mole (n) de fotões a um determinado comprimento de onda com Εη,λ = Na · h · c/À.
Por conseguinte, uma mole de fotões do comprimento de onda de 350 nm tem a energia de En, 350 nm = 6, 022 · 1023 mol-1· 6, 626 · 10“34 Js · 2, 998 · 108 ms_1/350 · 10“9 m = 3,418 · 105 J/mol.
Ao irradiar uma área de amostra A = 10,75 cm2 com luz UV-A do comprimento de onda λ = 350 nm e uma densidade de radiação de p = 1,0 mW/cm2 = 1,0 · 10-3 J/s cm2resulta um fluxo de fotões cp = A · p/En, 350 nm = 10,75 cm2 · 1,0 · 10-3 J/s cm2 · 3600 s/H /3,418 · 105 J mol"1 = 1,13 · 10“4 molhv/h. O volume da amostra irradiada perfaz V = 30 mL = 0,03 L. A partir da taxa de degradação e dos parâmetros indicados, resulta então a eficiência fotónica ξ = ac* V / cp = 5, 65 nM/min · 60 min/h · 0,03 L / 1,13 · 10“4 molhv/h = 0, 009%. A equação anterior ilustra o cálculo da degradação de metileno no exemplo 1. De forma análoga, foi também calculada a degradação de metileno no exemplo de comparação 2. 2. Degradaçãodo estearato
Todos os tijolos foram previamente irradiados antes desta pesquisa, 3 dias com luz UV-A de 1,0 mW/cm2.
Devido à grande superfície interna dos tijolos, os tijolos foram mantidos constantemente húmidos também durante o exame, para evitar uma absorção da solução de estearato de metilo.
Em todos os tijolos de teste foi aplicada uma quantidade definida de um estearato de metilo a 5 mM em solução de n-hexano e esta foi posteriormente irradiada durante 23 horas com luz UV-A de 1,0 mW/ cm2.
Após a conclusão da experiência de irradiação, o estearato de metilo remanescente no tijolo foi lavado com uma quantidade igualmente definida de n-hexano (5 mL) e foi quantificado com o auxílio de cromatografia gasosa (FID). A comparação com um valor de referência previamente determinado (determinado pela aplicação da quantidade definida de estearato de metilo e lavagem imediata da camada de estearato de metilo com n-hexano sem irradiação prévia) produziu especificações acerca da actividade fotocatalítica das superfícies de tijolo.
Para esta série de ensaios foi utilizado um estearato de metilo a 5 mM em solução de n-hexano, de modo que se obteve uma concentração de 0,5 mM em relação à quantidade de lavagem (5 mL de n-hexano) . A partir da diminuição das concentrações de estearato medidas na CGfoi obtida uma taxa de degradação a [μΜ/min] . Todo o ensaio foi repetido novamente no escuro, para determinar a perda de estearato independente da luz. A taxa de degradação a, medida sob irradiação de UV, foi corrigida por aquela determinada no exame no escuro ac = a - ad = 11,34 μΜ/min .
Supôs-se que para a destruição de uma molécula de estearato de metilo é necessário um fotão (hv) . A partir da taxa de degradação pôde ser então determinada como descrito em seguida a eficiência fotónica, que é uma medida absoluta para a actividade fotocatalítica. No caso da irradiação de uma área de amostra A = 36 cm2 com luz UV-A do comprimento de onda λ = 350 nm e uma densidade de radiação de p = 1,0 mW/cm2 = 1,0 · 10-3 J/s cm2 resulta um fluxo de fotões cp = A · p/En,35o nm = 36 cm2 · 1,0 · 10“3 J/s cm2 · 3600 s/H / 3,418 · 105 J mol-1 = 3,78 · 10“4 molhv/h. O volume da amostra analisada perfez V = 5 mL = 0, 005 L. A partir da taxa de degradação e dos parâmetros indicados, resultou então a eficiência fotónica ξ = ac · V / cp = 11,34 μΜ/h · 0,005 L / 3,78 · 10“4 molhv/h = 0,015%. A equação anterior ilustra o cálculo da degradação de estearato no exemplo 1. De forma análoga, foi também calculada a degradação de estearato no exemplo de comparação 2. 3. Degradação de NOx A degradação de NOx foi realizada de acordo com o processo já estandardizado no Japão JIS R 1701-1, janeiro de 2004. Neste, o corpo de amostra a ser examinado de50 x 100 mm2de áreas foi colocado num tubo de vidro permeável a UV de 50 cm de comprimento, de 50 mm de diâmetro. A amostra que se encontrava no tubo foi irradiada com luz UV-A de intensidade 1,0 mW/cm2. Através do tubo foi conduzido ar (humidade relativa do ar de
50%) com um teor de NO de 1 ppm e uma taxa de fluxo de 3 L/min através de uma amostra do tamanho de 50 x 100 mm2. A análise foi realizada com um analisador de NO/NO2, que dispõe de um detector de fluorescência com um limite de detecção de 1 ppb de NO. A irradiação foi realizada com lâmpadas de UV-(A), em que a intensidade de luz na superfície da amostra perfez 1 mW/cm2. Não é necessária uma duração de medição absoluta porque se trata de um aparelho continuo. Portanto, foi medida a concentração de NOx do ar que passa na amostra no final do tubo relativamente à concentração inicial. A partir da velocidade do fluxo de 3L/min pôde ser determinada a taxa de degradação como se segue:
Avaliação: A potência de irradiação perfez 1 mW/cm2, o que num tamanho de amostra de 50 cm2corresponde a uma potência total de 50 mW. No caso de um comprimento de onda médio de irradiação de 350 nm é válido: 50 mW =1,47 χ 10“7 molhv/s O aparelho de medição continua foi operado com uma taxa de fluxo de 3 L/min.
Para um gás ideal é válido: 24 L de gás = 1 mol (com p = 1 bar e 25 °) isto é, em 8 min fluiu 1 mole de gás sobre a amostra. Deste 1 ppm foi NO, portanto fluíram IO-6 moles de NO sobre a amostra. Neste tempo, a amostra foi irradiada com 1,47 x 10-7 molhv/s χ 60 s/min χ 8 min = 70 χ 10-6 molhv
Para uma degradação completa do NO doseado, a eficiência fotónica ç perfez portanto: ç = IO-6 mole NO/70 χ IO-6 molhv = 0,0143 = 1,43%
Caso se meça uma degradação de x ppm de NO, então a eficiência fotónica é calculada de acordo com a fórmula seguinte: Çx = x (ppm) * 1,43 (%/ppm)
No exemplo 1 foi medida uma diminuição de 0,056 ppm. çx = x (ppm) * 1,43 (%/ppm) = 0,056 ppm * 1,43 (%/ppm)= 0,08% O cálculo anterior elucida o cálculo da degradação de NOx no exemplo la.De forma análoga foi também calculada a degradação de NOx nos exemplos lb e lc e no exemplo de comparação 2.
Resultado dos exemplos la, b e c e exemplo de comparação 2
As telhas de acordo com a invenção do exemplo la, b e c mostraram uma degradação de N0X, estearato de metilo e azul de metileno significativamente melhor do que as telhas convencionais do exemplo de comparação 2. Com isso, as telhas de acordo com a invenção adequam-se em particular em áreas urbanas para a degradação de substâncias nocivas do ar. Em particular no caso das telhas preparadas de acordo com o exemplo lb e lc sem álcool, isto é, em dispersão aquosa, ocorre uma degradação enormemente melhorada de estearato de metilo e azul de metileno.
Lisboa, 6 de julho de 2017

Claims (11)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Corpo moldado cerâmico, nomeadamente telha, tijolo, clínquer e/ou um painel de fachada, de material de base óxido cerâmico com estrutura capilar com um revestimento de superfície purificador do ar, em que o revestimento de superfície compreende partículas peptizadas fotocataliticamente ativas e/ou compreende partículas fotocataliticamente ativas, que estão rodeadas por uma camada de partículas peptizadas, em que as partículas fotocataliticamente ativas apresentam uma superfície específica de 250 até 500 m2/g determinada de acordo com o método BET e em que as partículas peptizadas fotocataliticamente ativas e/ou partículas fotocataliticamente ativas são formadas como agregados primários.
  2. 2. Corpo moldado cerâmico de acordo com a reivindicação 1, em que as partículas fotocataliticamente ativas, medidas sem peptização, apresentam um tamanho médio de partícula de 2 até 20 nm.
  3. 3. Corpo moldado cerâmico de acordo com uma das reivindicações anteriores, em que as partículas fotocataliticamente ativas são selecionadas do grupo composto por TÍO2 na modificação de rutilo, TÍO2 na modificação de anatase, ZnO, a-Fe203, γ-AI2O3, SrTi03, Sn02, WO3, BÍ2O3 e misturas destes.
  4. 4. Corpo moldado cerâmico de acordo com a reivindicação 3, em que as partículas de TÍO2 podem ser preparadas através de um processo de digestão com sulfato.
  5. 5. Corpo moldado cerâmico de acordo com uma das reivindicações anteriores, em que as partículas não fotocataliticamente ativas são selecionadas do grupo composto por OÍ-AI2O3, SÍO2 e misturas destes.
  6. 6. Corpo moldado cerâmico de acordo com uma das reivindicações anteriores, em que o revestimento de superfície compreende partículas de TÍO2, que estão rodeadas por uma camada total ou parcialmente fechada de partículas de AI2O3 peptizadas e/ou compreende partículas de TÍO2 peptizadas.
  7. 7. Corpo moldado cerâmico de acordo com a reivindicação 6, em que entre as partículas de TÍO2 e a camada total ou parcialmente fechada de partículas de AI2O3 peptizadas está disposta uma camada de ácido metatitânico e/ou em que entre as partículas de TÍO2 e a camada peptídica está disposta uma camada de ácido metatitânico.
  8. 8. Processo para a preparação de um corpo moldado de cerâmica grosseira, nomeadamente uma telha, tijolo, clínquer e/ou um painel de fachada, de material de base óxido cerâmico com estrutura capilar e revestimento de superfície purificador do ar, em que o processo compreende os passos seguintes: a) Preparação de uma dispersão, compreendendo partículas peptizadas fotocataliticamente ativas e/ou partículas fotocataliticamente ativas, que estão rodeadas por uma camada de partículas peptizadas, em que as partículas fotocataliticamente ativas apresentam uma superfície específica de 250 até 500 m2/g determinada de acordo com o método BET e em que as partículas peptizadas são partículas em que está acumulado ácido nítrico, ácido cítrico e/ou ácido clorídrico, b) Aplicação da dispersão preparada no passo a) sobre o material de base óxido cerâmico com estrutura capilar, e c) Secagem da camada preparada no passo b), sob formação do revestimento de superfície.
  9. 9. Processo de acordo com a reivindicação 8, em que no passo a) são utilizadas partículas peptizadas fotocataliticamente ativas e/ou partículas fotocataliticamente ativas, que estão rodeadas por uma camada de partículas peptizadas, como definido nas reivindicações 1 a 7.
  10. 10. Utilização do corpo moldado cerâmico de acordo com uma das reivindicações 1 a 7 para a purificação do ar de gases de exaustão.
  11. 11. Utilização de acordo com a reivindicação 10, em que no caso dos gases de exaustão tratam-se de NOx, SOx, formaldeído, acetaldeído e/ou tolueno. Lisboa, 6 de julho de 2017
PT80187065T 2007-11-16 2008-10-24 Corpo moldado ceramico com um revestimento de superficie fotocataliticamente activo, purificador do ar, transparente, e processo para a preparação do mesmo PT2072118T (pt)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007054848.8A DE102007054848B4 (de) 2007-11-16 2007-11-16 Keramischer Formkörper mit einer photokatalytisch aktiven, luftreinigenden, transparenten Oberflächenbeschichtung, Verfahren zur Herstellung desselben und dessen Verwendung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
PT2072118T true PT2072118T (pt) 2017-07-14

Family

ID=40414093

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PT80187065T PT2072118T (pt) 2007-11-16 2008-10-24 Corpo moldado ceramico com um revestimento de superficie fotocataliticamente activo, purificador do ar, transparente, e processo para a preparação do mesmo

Country Status (10)

Country Link
EP (1) EP2072118B1 (pt)
DE (1) DE102007054848B4 (pt)
DK (1) DK2072118T3 (pt)
ES (1) ES2627265T3 (pt)
HR (1) HRP20170878T1 (pt)
HU (1) HUE035170T2 (pt)
LT (1) LT2072118T (pt)
PL (1) PL2072118T3 (pt)
PT (1) PT2072118T (pt)
SI (1) SI2072118T1 (pt)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PT2411141E (pt) 2009-03-23 2014-04-10 Välinge Photocatalytic Ab Método e dispositivo para renovação de um leito de balastro
CN103608533B (zh) 2011-07-05 2017-03-22 瓦林格光催化股份有限公司 涂覆的木制品以及制备涂覆的木制品的方法
ES2401799B1 (es) * 2011-08-08 2014-06-03 Acciona Infraestructuras, S.A. Procedimiento para la preparación de un aditivo que comprende partículas de tio2 soportadas y dispersas
RU2643148C2 (ru) * 2012-03-20 2018-01-31 Велинге Фотокаталитик Аб Фотокаталитические композиции, содержащие диоксид титана и добавки против фотообесцвечивания
US9375750B2 (en) 2012-12-21 2016-06-28 Valinge Photocatalytic Ab Method for coating a building panel and a building panel
EP3539793A1 (en) 2013-09-25 2019-09-18 Välinge Photocatalytic AB A method of applying a photocatalytic dispersion
EP2975760B1 (de) 2014-07-18 2019-10-30 Erlus Aktiengesellschaft Solardachziegel
DE102019007756A1 (de) * 2019-11-08 2021-05-12 N-Tec Gmbh Verwendung von Titanverbindungen
EP4294877A1 (de) * 2021-02-18 2023-12-27 N-Tec GmbH Verfahren zum modifizieren der oberfläche eines mineralischen substrats und entsprechend modifiziertes produkt

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5885657A (en) * 1994-06-23 1999-03-23 Creavis Gesellschaft Fur Technologie Und Innovation Mbh Production of ceramic layers and their use
CA2241059C (en) * 1995-12-22 2007-03-06 Toto Ltd. Photocatalyst process for making surface hydrophillic
JPH1161708A (ja) * 1997-08-22 1999-03-05 Fujikon:Kk 触媒効果を用いて大気中のnox を除去するコンクリート製品、及びその製造方法
DE19913839A1 (de) 1999-03-26 2000-09-28 Metallgesellschaft Ag Formkörper aus Titandioxid, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung
DE19938551A1 (de) * 1999-08-18 2001-02-22 Penth Bernd Hydrophobe Beschichtung
KR100374478B1 (ko) * 1999-09-20 2003-03-03 엘지전자 주식회사 나노 크기의 아나타제형 이산화티탄 광촉매의 제조방법 및 상기 방법으로 제조된 광촉매
RU2320626C2 (ru) 2002-05-29 2008-03-27 Эрлус Акциенгезелльшафт Керамическое формованное изделие с фотокаталитическим покрытием и способ его получения
DE102004037118A1 (de) * 2004-07-30 2006-03-23 Degussa Ag Titandioxid enthaltende Dispersion
DE102004063428B4 (de) * 2004-11-17 2015-12-10 Erlus Aktiengesellschaft Keramischer Formkörper mit photokatalytisch-aktiver Beschichtung und Verfahren zur Herstellung desselben
DE102005035673A1 (de) * 2005-07-29 2007-02-01 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Photokatalytisches Schichtsystem mit hohem Schalthub

Also Published As

Publication number Publication date
EP2072118A2 (de) 2009-06-24
EP2072118B1 (de) 2017-04-19
PL2072118T3 (pl) 2017-09-29
EP2072118A3 (de) 2011-02-23
SI2072118T1 (sl) 2017-08-31
LT2072118T (lt) 2017-07-25
ES2627265T3 (es) 2017-07-27
HUE035170T2 (hu) 2018-05-02
DK2072118T3 (en) 2017-07-31
DE102007054848A1 (de) 2009-05-20
DE102007054848B4 (de) 2018-09-27
HRP20170878T1 (hr) 2017-09-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
PT2072118T (pt) Corpo moldado ceramico com um revestimento de superficie fotocataliticamente activo, purificador do ar, transparente, e processo para a preparação do mesmo
Calia et al. Limestones coated with photocatalytic TiO2 to enhance building surface with self-cleaning and depolluting abilities
Gherardi et al. Efficient self-cleaning treatments for built heritage based on highly photo-active and well-dispersible TiO2 nanocrystals
Stathatos et al. TiO2/palygorskite composite nanocrystalline films prepared by surfactant templating route: Synergistic effect to the photocatalytic degradation of an azo-dye in water
KR100870213B1 (ko) 반사방지 광촉매 조성물 및 이를 적용한 유리기재
Cao et al. An investigation of the performance of catalytic aerogel filters
US20070248831A1 (en) Titanium Oxide Base Photocatalyst, Process for Producing the Same and Use Thereof
JP4686536B2 (ja) 光触媒、その製造方法、光触媒を含有する分散液および光触媒塗料組成物
Tobaldi et al. Functionalised exposed building materials: Self-cleaning, photocatalytic and biofouling abilities
Petrovič et al. Determination of the photocatalytic efficiency of TiO2 coatings on ceramic tiles by monitoring the photodegradation of organic dyes
KR20010015871A (ko) 광촉매배합물과 광촉매함유물 및 광촉매기능발휘재 및그의 제조방법
Huang et al. g‐C3N4/TiO2 Composite Film in the Fabrication of a Photocatalytic Air‐Purifying Pavements
Meda et al. Titanium dioxide based heterogeneous and heterojunction photocatalysts for pollution control applications in the construction industry
WO2011118780A1 (ja) 光触媒塗装体および光触媒コーティング液
Liu et al. Photocatalytic performance of doped TiO2/AC coating and its UV stability research
Bianchi et al. A new frontier of photocatalysis employing micro-sized TiO2: Air/water pollution abatement and self-cleaning/antibacterial applications
Lettieri et al. Nanostructured TiO 2 for stone coating: Assessing compatibility with basic stone’s properties and photocatalytic effectiveness
US20090156394A1 (en) Inorganic sintered material containing photocatalyst covered with silicon oxide film
Yang et al. Effect of adhesive on photocatalytic NOx removal and stability over polymeric carbon nitride coated cement mortars
JP4011705B2 (ja) 光触媒配合物と光触媒含有物並びに光触媒機能発揮材およびその製造方法
Faraldos et al. Multifunctional photocatalytic coatings for construction materials
WO2012069672A1 (es) Recubrimientos fotocatalíticos híbridos, procedimiento para aplicarlos sobre distintos sustratos y usos de los sustratos así recubiertos
Florez et al. SiO2-TiO2 films supported on ignimbrite by spray coating for the photocatalytic degradation of NOx gas and methyl orange dye
US20160008804A1 (en) Photocatalytic element for purification and disinfection of air and water and method for the production thereof
KR20140061842A (ko) 반사방지 효과, 초친수 작용 및 UV-Cut 특성을 갖는 수계 광촉매 제조 및 이를 적용한 유리제품