PT2242806E - Compósitos fotocatalíticos baseados em dióxido de titânio e produtos derivados sobre um suporte de metacaulino - Google Patents
Compósitos fotocatalíticos baseados em dióxido de titânio e produtos derivados sobre um suporte de metacaulino Download PDFInfo
- Publication number
- PT2242806E PT2242806E PT08864827T PT08864827T PT2242806E PT 2242806 E PT2242806 E PT 2242806E PT 08864827 T PT08864827 T PT 08864827T PT 08864827 T PT08864827 T PT 08864827T PT 2242806 E PT2242806 E PT 2242806E
- Authority
- PT
- Portugal
- Prior art keywords
- cement
- titanium dioxide
- weight
- metakaolin
- use according
- Prior art date
Links
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 110
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 title claims abstract description 45
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 41
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 title claims abstract description 31
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 21
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims description 52
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 29
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 17
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 13
- -1 dry premixtures Substances 0.000 claims description 11
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 claims description 10
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 claims description 8
- 229910052815 sulfur oxide Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 claims description 7
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims description 7
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 7
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 5
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 claims description 4
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims description 4
- 239000004071 soot Substances 0.000 claims description 4
- XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N sulfur monoxide Chemical class S=O XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000011449 brick Substances 0.000 claims description 3
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 claims 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 claims 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 claims 1
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 abstract description 13
- 239000000047 product Substances 0.000 description 39
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 17
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 13
- 239000012615 aggregate Substances 0.000 description 11
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 11
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 10
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 10
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 9
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 8
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 7
- 101100203596 Caenorhabditis elegans sol-1 gene Proteins 0.000 description 6
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 6
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 6
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 6
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 6
- 238000003828 vacuum filtration Methods 0.000 description 6
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000006072 paste Substances 0.000 description 5
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 5
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 4
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J titanium tetrachloride Chemical compound Cl[Ti](Cl)(Cl)Cl XJDNKRIXUMDJCW-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 4
- 229910003074 TiCl4 Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 239000003637 basic solution Substances 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 3
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 3
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 241000233001 Carios Species 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001099 ammonium carbonate Substances 0.000 description 2
- 235000012501 ammonium carbonate Nutrition 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 2
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000011505 plaster Substances 0.000 description 2
- 238000004445 quantitative analysis Methods 0.000 description 2
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 2
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- WUSPVAHLRCJNMG-UHFFFAOYSA-D tantalum(5+) pentasulfate Chemical compound [Ta+5].[Ta+5].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O WUSPVAHLRCJNMG-UHFFFAOYSA-D 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001204 N-oxides Chemical class 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003080 TiO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012876 carrier material Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000002734 clay mineral Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000008199 coating composition Substances 0.000 description 1
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N disiloxane Chemical class [SiH3]O[SiH3] KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000013100 final test Methods 0.000 description 1
- 239000012847 fine chemical Substances 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100001240 inorganic pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 229910052622 kaolinite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 239000012254 powdered material Substances 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B20/00—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
- C04B20/10—Coating or impregnating
- C04B20/1055—Coating or impregnating with inorganic materials
- C04B20/1066—Oxides, Hydroxides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/86—Catalytic processes
- B01D53/88—Handling or mounting catalysts
- B01D53/885—Devices in general for catalytic purification of waste gases
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
- B01J21/06—Silicon, titanium, zirconium or hafnium; Oxides or hydroxides thereof
- B01J21/063—Titanium; Oxides or hydroxides thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
- B01J21/16—Clays or other mineral silicates
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
- B01J35/39—Photocatalytic properties
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/0009—Use of binding agents; Moulding; Pressing; Powdering; Granulating; Addition of materials ameliorating the mechanical properties of the product catalyst
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
- C04B14/30—Oxides other than silica
- C04B14/305—Titanium oxide, e.g. titanates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
- C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
- C09C1/36—Compounds of titanium
- C09C1/3607—Titanium dioxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
- C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
- C09C1/36—Compounds of titanium
- C09C1/3607—Titanium dioxide
- C09C1/3653—Treatment with inorganic compounds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/20—Metals or compounds thereof
- B01D2255/207—Transition metals
- B01D2255/20707—Titanium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/40—Mixed oxides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/80—Type of catalytic reaction
- B01D2255/802—Photocatalytic
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2255/00—Catalysts
- B01D2255/90—Physical characteristics of catalysts
- B01D2255/92—Dimensions
- B01D2255/9207—Specific surface
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/30—Sulfur compounds
- B01D2257/302—Sulfur oxides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/40—Nitrogen compounds
- B01D2257/404—Nitrogen oxides other than dinitrogen oxide
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/70—Organic compounds not provided for in groups B01D2257/00 - B01D2257/602
- B01D2257/702—Hydrocarbons
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
- B01J35/61—Surface area
- B01J35/612—Surface area less than 10 m2/g
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
- B01J35/61—Surface area
- B01J35/613—10-100 m2/g
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
- B01J35/61—Surface area
- B01J35/615—100-500 m2/g
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
- B01J37/03—Precipitation; Co-precipitation
- B01J37/036—Precipitation; Co-precipitation to form a gel or a cogel
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/12—Surface area
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
- C04B2111/0081—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 as catalysts or catalyst carriers
- C04B2111/00827—Photocatalysts
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Catalysts (AREA)
Description
DESCRIÇÃO
COMPÓSITOS FOTOCATALÍTICOS BASEADOS EM DIÓXIDO DE ΤΙΤΑΝΙΟ E PRODUTOS DERIVADOS SOBRE UM SUPORTE DE ME TACAULINO
CAMPO DA INVENÇÃO A presente invenção refere-se a novos compostos fotocatalíticos e seus produtos derivados, que inclui dióxido de titânio num suporte de metacaulino.
ESTADO DA TÉCNICA
Na sua forma cristalina de anatase, o dióxido de titânio é um conhecido agente fotocatalítico. Na presença da luz e da humidade ambiente, catalisa a oxidação de vários contaminantes presentes na atmosfera, favorecendo o processo de degradação e eliminação.
Os produtos de cimento são convencionalmente conhecidos no campo da construção, os quais contêm dióxido de titânio, a granel ou cobrindo camadas superficiais (PCT/EP9704008, EP885857, EP1196359). A acção fotocatalítica do dióxido de titânio protege os produtos de cimento da mudança de cor causada por poluentes ambientais. Além disso, os edifícios construídos com estes produtos têm uma aparência muito mais agradável, por causa da duração permanente da cor original, sem a necessidade de frequentes ciclos de limpeza da superfície. 0 dióxido de 1 titânio também é usado em tintas, pastas, ou outras composições de revestimento para aplicação em edifícios pré-existentes a fim de preservar a cor original. (MI2007A001508).
Também existem produtos de pavimentação de vias urbanas contendo dióxido de titânio, tais como blocos de pavimentação, produtos pavimentação, etc. (PCT/EP2004/0015, PCT/EP2005/0529). Estes produtos são predominantemente utilizados para reduzir os poluentes do tráfego urbano (N-óxidos, hidrocarbonetos, etc.): estas substâncias tornam-se adsorvidas na superfície porosa do produto e oxidam para formar componentes não voláteis, que podem ser lavados pela água da chuva.
Embora os produtos de cimento acima citados se terem mostrado eficientes para o objectivo em causa, tem sido realizada pesquisa constante para identificar novas composições e produtos com maior capacidade fotocatalítica, ou com a mesma capacidade, mas com um teor menor de fotocatalisador.
Este último é particularmente importante no sector do betão, caracterizada pelo uso de enormes quantidades de produtos com muito baixa relação custo/peso: para estes produtos, a adição de aditivos químicos finos, tais como dióxido de titânio, leva a muito elevado aumento de preços. Isto explica a importância de manter um alto nível de efeitos fotocatalíticos, utilizando menores quantidades de fotocatalisador. 2
Em todos os produtos acima referidos, não há nenhuma interacção especifica entre o fotocatalisador e os elementos de apoio; os produtos citados acima a granel são obtidos por meio de um processo de mistura física simples dos diversos componentes, enquanto produtos revestidos são obtidos através de estratificação do fotocatalisador num suporte pré-existente. Em ambos os casos a relação entre os dois componentes é o da adjacência.
No sector dos produtos fotocatalíticos, bem como do cimento, o uso de outros materiais inorgânicos inertes também é conhecido, como argila, caulino, etc. Por exemplo a patente KR-A-20010074099 descreve um tijolo fotocatalítico baseado em argila, caulino e grafite (AI2SÍ2O5 (OH) 4) , coberto com uma camada superficial de dióxido de titânio. A patente NC-A-1696228 descreve uma tinta contendo nanopartículas de dióxido de titânio dopado, caulino, valastonite, carbonato de cálcio e outros componentes.
RESUMO
Um primeiro objectivo da presente invenção é proporcionar um novo composto fotocatalítica, adequado para obter aglutinantes e produtos derivados com alta eficiência fotocatalítica, embora usando pequenas quantidades de fotocatalisador. A invenção visa também a fornecer um composto do tipo acima referido, em que o fotocatalisador é ligado de uma maneira forte e estável a um material de suporte. Outro objectivo da invenção é fornecer produtos compostos e derivados, que são activos, não só para a reactividade em superfícies, mas também a granel, em outras 3 palavras, também dentro das camadas não na superfície. Estes e outros objectivos são alcançados por meio de novos compósitos fotocatalíticos e seus produtos derivados (ligantes, produtos pré-misturados a seco, composições de cimento, e produtos fabricados acabados), de acordo com a presente invenção, que inclui dióxido de titânio num suporte de metacaulino; a invenção também inclui o método para a obtenção desses produtos e o seu uso industrial. Quando comparado com produtos conhecidos do sector, o composto de acordo com a invenção proporciona ligantes com alta eficiência fotocatalítica, mesmo que contenham uma pequena quantidade de fotocatalisador, geralmente menores do que os montantes utilizados na técnica conhecida anterior.
No composto, objecto desta invenção, o dióxido de titânio é ligado ao suporte de metacaulino de uma maneira estável e forma física característica. DESCRIÇÃO DAS FIGURAS anexado A Figura 1 é uma foto tirada com microscópio electrónico de varredura (SEM), que mostra grãos de cristal Ti02 num suporte de alumina. A Figura 2 é uma foto tirada com microscópio electrónico de varredura (SEM), que mostra grãos de cristal Ti02 num suporte de caulino; A Figura 3 é uma foto tirada com microscópio electrónico de varredura (SEM), que mostra grãos de cristal Ti02 num suporte de alumina de acordo com a invenção. 4
As Figuras 4 e 5 são fotos tiradas com um microscópio electrónico de varredura (SEM), que mostram grãos de cristal Ti02 num suporte de caulino; (numa proporção em peso de 50/50), de acordo com a invenção.
DESCRIÇÃO DETALHADA A composição fotocatalitica da presente invenção compreende dióxido de titânio, como agente fotocatalisador, num suporte de metacaulino. 0 dióxido de titânio (também referida aqui como Ti02) é preferencialmente usado na sua forma cristalina de anatásio. No Ti02 usado neste documento, esta forma está presente numa forma predominante ou exclusiva: o termo "prevalente" refere-se ao Ti02 na forma anatase por pelo menos 50% do peso em relação ao total de Ti02;os termos "exclusivo" ou "total" referem-se a 100%; numa modalidade particularmente preferida da invenção a dita percentagem de anatase é pelo menos de 90%. As partículas de dióxido de titânio têm uma superfície específica BET de preferência entre 5 e 350 m2/g, e mais particularmente, entre 100 e 300 m2/g. O metacaulino usado como um suporte (Al2032Si02) é a forma dehidroxilatada do mineral de argila caulinita, normalmente obtido através de calcinação; o metacaulino está disponível no mercado (por exemplo: ver o produto METASTAR 501 utilizado nas experiências aqui referidas, com uma superfície específica BET de 12,6 m2/g). 5
Na presente descrição, o termo "fotocatalitico" refere-se às propriedades do produto em questão, que, na presença de luz e ar, são capazes de catalisar uma reacção de decomposição de um ou mais poluentes presentes no ambiente, quer sejam inorgânicos ou orgânicos; exemplos destes poluentes são policondensados aromáticos, aldeídos, concentração de fuligem PM10, óxidos de azoto (N0X) e óxidos de enxofre (S0X) .
De preferência, 50% do peso dos compostos de acordo com a invenção é composta de dióxido de titânio e os restantes 50% do suporte de metacaulino. No entanto, a invenção inclui todas as outras relações entre esses dois componentes. O dióxido de titânio/composto de metacaulino está presente "a granel", em outras palavras, adicionado "a granel" ao cimento, de uma forma que seja distribuído não só na superfície do cimento, mas também ao longo das camadas internas profundas. O composto pode ser usado na preparação de produtos derivados, tais como ligantes, produtos pré-misturados secos, e composições de cimento prontas a usar (particularmente pasta, argamassa ou misturas de cimento): e, como tal, cada um destes produtos é composto por uma modalidade específica da invenção. O ligante de acordo com a invenção compreende o composto citado misturado com um ligante hidráulico apropriado. No ligante de acordo com a invenção, como nos seus derivados, 6 o compósito fotocatalítico está presente a granel, de acordo com a definição dada acima. 0 termo "ligante hidráulico" refere-se a um material pulverizado num estado sólido seco, que quando misturado com água forma misturas de plástico capazes de definir e endurecer, mesmo sob a água, tal como cimento, por exemplo. Exemplos de possíveis ligantes hidráulicos são cimentos em conformidade com a norma: ENV 197,1, e cales hidráulicas, tal como definido na lei n° 595, aprovada em 26 de Maio de 1965, ou suas misturas. 0 aglutinante fotocatalítico de acordo com a invenção possui uma quantidade de dióxido de titânio entre 0,1 e 10% em peso, calculado como a quantidade de T1O2 em relação ao cimento; vantajosamente, o dito montante pode ser mantido em média a baixos níveis, como entre 0,1 e 4%, ou entre 0,1 e 2,5%, para obter excelentes resultados fotocatalíticos; assim produtos de cimento fotocatalítico podem ser obtidos com alta eficiência/índices de custo de acordo com os objectivos da invenção.
Pela mistura referida do ligante com agregados finos ou grosseiros possíveis e outros aditivos possíveis de produção de cimento, podem ser obtidos produtos pré-misturados secos: estes contêm todos os componentes, excepto a água necessária para formar composições de cimento fotocatalítico pronto para uso (principalmente pasta, argamassa ou mistura de cimento). Entre os aditivos comummente utilizados no sector e, possivelmente, presentes em produtos pré-misturados secos, são diluentes, super 7 aditivos pozolânicos, diluentes, agentes de aeração, enchimentos, etc.
Composições de cimento, obtidas através da adição de água aos produtos pré-misturados citados acima, incluem tanto pastas de cimento, ou misturas compostas por ligante e água sem agregados, bem como conglomerados, ou misturas compostas por ligante, água e agregado. 0 "agregado" ou "inertes" ou "agregados inertes", são sinónimos de acordo com a presente invenção, e são classificados na norma UNI EN 206. Estes podem ser agregados finos, tais como areia, ou agregado graúdo. Exemplos de conglomerados incluem argamassas (mistura composta de aglutinante, água e agregados finos), e misturas de cimento (misturas compostas por água, aglutinante, agregado fino e agregado grosseiro). A quantidade de agregados, a relação água/cimento e o método de mistura usado para formar composições de cimento são as usadas convencionalmente no sector.
Produtos cimenticios fotocatalíticos produzidos usando as misturas da invenção são capazes de reduzir os poluentes orgânicos e inorgânicos presentes no ambiente, tais como policondensados aromáticos, aldeídos, fuligem na concentração PM10, óxidos de azoto (NOx> e óxidos de enxofre (SOx) . O seu efeito é particularmente intenso em relação ao NOx. um produto de os elementos produtos de
Portanto, um outro objectivo da invenção é cimento fotocatalítico, escolhido entre arquitectónicos, blocos de pavimentação, 8 pavimentação, abóbadas de tecto de túneis ou garagens, pedras de pavimentação, blocos, tijolos, pintura, acabamento de gesso, reboco, elementos monumentais, produtos extrudados, e telhas preparados usando a mistura de cimento. 0 compósito fotocatalisador da invenção também pode ser usado em produtos de pintura sem cimento, como acabamentos de pintura de silicatos com potássio, silicatos siloxânicos ou acrílicos. A invenção também inclui um método para a redução de poluentes presentes no meio ambiente, caracterizado pelo contacto com o dito meio ambiente, na presença da luz e ar, com um ou mais produtos, como descrito anteriormente. Os poluentes são preferencialmente escolhidos entre policondensados aromáticos, aldeídos, fuligem na concentração PM10, óxidos de azoto (N0X) e óxidos de enxofre (S0X) . 0 método utilizado para preparar os compostos citados acima, e os compostos que podem ser obtidos com este método, formam um outro objectivo da invenção. Na sua maior aceitação geral, o processo compreende o método de contacto entre o metacaulino e ο T1O2 ou um dos seus precursores (ex. T1CI4, Ti (OH) 4 ou T1OSO4, ou outros precursores conhecidos na técnica anterior). Ao começar directamente com ο T1O2, este pode ser misturado directamente com o metacaulino usando métodos convencionalmente conhecidos. Ao começar com o precursor de T1O2, este é de preferência adicionado a uma suspensão alcalina contendo metacaulino, mantida de forma adequada em agitação por um período de tempo entre aproximadamente 30 e 9 120 minutos; as condições de mistura (pH, temperatura, etc.) são escolhidas de forma a obter a hidrólise do precursor de Ti02; essas condições são convencionalmente conhecidas, e exemplos da sua aplicação são fornecidos na parte experimental; o metacaulino é então recuperado da suspensão utilizando técnicas que são convencionalmente conhecidas, como a filtração e/ou centrifugação, secagem, por exemplo, a 100°C e depois submetido a tratamento térmico. A fim de obter os melhores resultados fotocatalíticos possíveis, o tratamento térmico deve ser realizado a uma temperatura entre 300°C e 700°C, de preferência entre 350 e 650°C por um período de tempo entre 1 e 5 horas, de preferência entre 2 e 3 horas; este tratamento será vantajosamente aplicável também para os compósitos obtidos directamente do Ti02.
Exemplos ilustrativos não limitativos relacionados com a preparação são fornecidos abaixo, também ilustrando outras características e vantagens da invenção.
PARTE EXPERIMENTAL 1. Preparação do catalisador da invenção (TCMC) 1.1 Sedimentação de uma solução aquosa de TiCl4 Reagentes
As soluções de reagente utilizado para a sedimentação são as seguintes: 10 - Sol 1: TÍCI4 (lOml TÍCI4/IOO ml de solução); 100 ml de TiCl4 (cloreto de titânio (IV) (Fluka) á 98,0%) levado a um volume de 1 litro com água destilada. - Sol 2: 2M de NH4HC03; 158,1 g de NH4HC03 (carbonato de amónio hidrogénio - Cario Erba) dissolvido em água destilada e levado a um volume de 1 litro. - Metacaulino Metastar 501. Síntese fotocatalística
Para obter 60 gramas de produto fotocatalítico (contendo 50% em peso de TÍO2) foram suspensos 30 gramas de metacaulino em 750 ml da solução básica Sol 2 e submetidos a agitação vigorosa. 420 ml de Sol 1 são deixados a escorrer por um período de cerca de 60 minutos. O pH medido no final da etapa de gotejamento é de aproximadamente 7 e nestas condições, a reacção de hidrólise é completada. As águas de reacção são separadas por meio de centrifugação (ou filtração a vácuo). A fim de eliminar os sais solúveis são realizados 3-5 estágios de lavagem, cada um em 1,5 litros de água destilada a uma temperatura de aproximadamente 80°C. A separação do líquido de lavagem é obtida por meio de filtração a vácuo ou, preferencialmente, por meio de centrifugação usando uma centrifugadora de grande volume.
Os pós húmidos assim obtidos são secos num forno ventilado a 105°C e sucessivamente submetidos a desagregação forçada do pó aglomerado, utilizando um homogeneizador de lâmina rotativa. 11
Por último, passam por tratamento térmico no ar numa mufla a uma temperatura de 650°C por 2,5 horas, seguida de uma acção de arrefecimento rápido colocando o material directamente na máquina de secar à temperatura ambiente. É assim obtido um catalisador T1O2 em metacaulino, em que a forma cristalográfica de anatase é superior a 90%. 1.2 Sedimentação de uma solução aquosa de sulfato de tltanllo (STMC01)
Reagentes
As soluções de reagentes utilizadas para a sedimentação são as seguintes: - Sol 1: T1OSO4 (lOg T1O2/IOO ml de solução); 345g de TÍOSO4 (oxissulfato de titânio hidratado (IV) Riedel - de Haén Ti02 ^ 29%) dissolvido em água destilada e levado a um volume de 1 litro. - Sol 2: 2M de NH4HCO3; 158,1 g de NH4HCO3 (carbonato de amónio hidrogénio - Cario Erba) dissolvido em água destilada e levado a um volume de 1 litro. - Metacaulino Metastar 501. Síntese fotocatalística
Para obter 60 gramas de produto fotocatalitico (contendo 50% em peso de TÍO2) foram suspensos 30 gramas de metacaulino em 460 ml da solução básica Sol 2 e submetidos a agitação vigorosa. 300 ml de Sol 1 (precursor de dióxido de titânio) são deixados a escorrer por um período de cerca 12 de 60 minutos. O pH medido no final da etapa de gotejamento é de aproximadamente 7 e nestas condições, a reacção de hidrólise é completada. As águas de reacção são separadas por meio de centrifugação (ou filtração a vácuo). A fim de eliminar os sais solúveis, são realizados 2 estágios de lavagem, cada um em 1,5 litros de água destilada a uma temperatura de aproximadamente 80°C. A separação do liquido de lavagem é obtida por meio de filtração a vácuo ou, preferencialmente, por meio de centrifugação usando uma centrifugadora de grande volume.
Os pós húmidos assim obtidos são secos num forno ventilado a 105°C e sucessivamente submetidos a desagregação forçada do pó aglomerado, utilizando um homogeneizador de lâmina rotativa. A análise quantitativa dos sulfatos nos pós obtidos mostra a presença de uma quantidade de menos de 1% de S03.
Por último, passam por tratamento térmico no ar numa mufla a uma temperatura de 650°C por 2,5 horas, seguida de uma acção de arrefecimento rápido colocando o material directamente na máquina de secar à temperatura ambiente. 1.3 Sedimentação de uma mistura aquosa de sulfato de tltanllo (STMC 02)
Reagentes
As soluções de reagentes utilizadas para a sedimentação são as seguintes: 13 - Sol 1: TÍOSO4 (10g TÍO2/IOO ml de solução); 345g de T1OSO4 (oxissulfato de titânio hidratado (IV) Riedel - de Haén Ti02 ^ 29%) dissolvido em água destilada e levado a um volume de 1 litro. - Sol 2: NaOH (14g/100 ml); 140, Og de NaOH (pastilhas de anidro NaOH RPE - Cario Erba) dissolvido em água destilada e levado a um volume de 1 litro. - Metacaulino Metastar 501. Síntese fotocatalística
Para obter 60 gramas de produto fotocatalitico (contendo 50% em peso de Ti02) foram suspensos 30 gramas de metacaulino em 300 ml da solução básica Sol 2 e submetidos a agitação vigorosa. 300 ml de Sol 1 (precursor de dióxido de titânio) são deixados a escorrer por um período de cerca de 60 minutos. 0 pH medido no final da etapa de
gotejamento é de aproximadamente 7 e nestas condições, a reacção de hidrólise é completada. As águas de reacção são separadas por meio de centrifugação (ou filtração a vácuo). A fim de eliminar os sais solúveis, são realizados 2 estágios de lavagem, cada um em 1,5 litros de água destilada a uma temperatura de aproximadamente 80°C. A separação do liquido de lavagem é obtida por meio de filtração a vácuo ou, preferencialmente, por meio de centrifugação usando uma centrifugadora de grande volume.
Os pós húmidos assim obtidos são secos num forno ventilado a 105°C e sucessivamente submetidos a desagregação forçada 14 do pó aglomerado, utilizando um homogeneizador de lâmina rotativa. A análise quantitativa dos sulfatos nos pós obtidos mostra a presença de uma quantidade de menos de 1% de SO3.
Por último, passam por tratamento térmico no ar numa mufla a uma temperatura de 650°C por 2,5 horas, seguida de uma acção de arrefecimento rápido colocando o material directamente na máquina de secar à temperatura ambiente. 2. Preparação de pastas de cimento fotocatalítico
Foi produzido um conjunto de preparações, a fim de obter produtos fotocataliticos com uma relação em peso de Ti02/metacaulino de 20/80, 30/70 e 50/50.
Outro estudo foi realizado sobre o produto TCMC contendo 50% de dióxido de titânio, sujeitando os pós obtidos, após secagem a 100°C, a tratamentos térmicos a 250, 350, 450, 550, 650°C. Foram preparados em laboratório ligantes de cimento fotocatalítico pela mistura de cimento branco Italcementi, tipo 52,5 da sua fábrica de cimento em Rezzato (Italbianco), com os pós fotocatalíticos preparados. O produto obtido através de tratamento térmico a 650°C foi utilizado na produção de ligantes contendo percentagens de 0,1, 0,3, 0,5, 1,0, 1,5, 2,0, 2,5, 3,3 e 4,0% de Ti02 em peso de cimento, enquanto os produtos obtidos a 15 temperaturas de 100, 250, 350, 450 e 550°C foram usados para produzir cimentos contendo 3,3% de TÍO2.
Foram também preparados catalisadores para a comparação a partir de uma solução aquosa de Ti CI4 em suportes de alumina e caulino, respectivamente. 3. Redução de acordo com a percentagem de TÍO2 em cimento
Cimentos fotocataliticos pré-preparados foram usados para produzir amostras de argamassa (CEN, UNI EN 196-1), preparadas em moldes de forma circular (80 mm de diâmetro e altura 10 mm), misturando 450g de cimento e Ti02 em metacaulino, numa proporção de peso de 50/50% com tratamento térmico a 650°C, 1350 g de areia inerte, 225 g de água. Após a cura por 28 dias em condições controladas de temperatura e humidade (T = 20°C, HR> 95%.) os espécimes foram submetidos a testes de avaliação fotocatalitica de cimento, medindo os niveis de redução do NO (norma UNI 11247:2007). Os resultados obtidos de acordo com a percentagem de Ti02 em cimento, são apresentados na Tabela 1 abaixo. 16
Tabela 1
Ti02 (% de peso em cimento) Redução NO a 30 min (%) Redução NO a 60 min (%) 0,1 17 29 0,3 29 48 LO O 28 54 1,0 54 82 1,5 56 82 2,0 56 83 2,5 67 91 3,3 79 97 4,0 81 98 A tabela acima demonstra que, ao aumentar a percentagem de T1O2 em cimento, com o mesmo suporte, a redução de NO a 60 minutos atinge níveis acima de 90% para um conteúdo de TIO2 de aproximadamente 2,5%. Portanto, mesmo com um teor baixo de catalisador baixo, foram obtidos níveis de redução de NO muito altos. 4. Redução de acordo com o tratamento térmico do compósito
Num segundo teste, a percentagem de redução de NO foi medida em argamassas contendo diferentes amostras de catalisador T1O2 em metacaulino com proporção em peso de 50/50%, onde o compósito foi submetido a tratamentos térmicos a diferentes temperaturas, numa faixa entre 100 e 650°C. Os resultados obtidos são apresentados na Tabela 2. A atividade fotocatalítica resultou como considerável para todas as amostras testadas, com excelentes níveis de amostras tratadas a temperaturas superiores a 350°C. 17
Tabela 2 T°C Ti02 (% de peso em cimento) Redução NO a 30 min (%) Redução NO a 60 min (%) 100 3,3 27 45 250 3,3 35 58 350 3,3 68 89 450 3,3 67 88 550 3,3 73 92 650 3,3 79 97
Ao seleccionar a temperatura de 400°C para o tratamento do T1O2 (50%)/compósito de metacaulino, foi produzido um conjunto de amostras de argamassa contendo 0,5, 1,0, 2,0, 3,0 e 4,0% de Ti02. Os resultados dos testes de redução de NO são apresentados na Tabela 3 e confirmam a alta actividade fotocatalitica do composto.
Tabela 3 T°C Ti02 (% de peso em cimento) Redução NO a 30 min (%) Redução NO a 60 min (%) 400 LO O 33 54 400 O \—1 39 63 400 2,0 66 89 400 3, 0 68 90 400 4,0 74 93 18 5. Redução de acordo com o tipo de suporte
Num último teste, a percentagem de redução de NO foi medida em argamassas obtidas a partir de amostras contendo 3,3% de T1O2 onde ο T1O2 foi aplicado em suportes com componentes minerais diferentes: metacaulino, caulino e alumina. Um teste paralelo também foi realizado numa argamassa contendo uma quantidade igual de T1O2 não aplicado sobre um suporte, respectivamente anatase comercial de Ti02 com alta actividade fotocatalitica (pcl05) e Ti02 preparado pelo método de catalisador mostrado nas tabelas anteriores, mas não aplicado sobre um suporte. Os resultados apresentados na Tabela 4 demonstram que apenas o produto da invenção sobre um suporte de metacaulino foi capaz de proporcionar um maior efeito fotocatalítico no cimento físico e nas misturas de TÍO2. As amostras de referência contendo T1O2 num suporte de caulino (TCKA01) ou alumina (TCAL01), demonstraram menor actividade fotocatalitica. Isso mostra que a ligação entre ο T1O2 e o suporte não é vantajosa para a actividade fotocatalitica em si, e somente aqueles compostos sobre um suporte metacaulino mostraram uma melhoria evidente em comparação com produtos não em suportes. 19
Tabela 4
Compósito fotocatalitico Ti02 (% de peso em cimento) Redução NO a 30 min (%) Redução NO a 60 min (%) Ti02 em metacaulino TCMC 3, 3 79 97 T1O2 em caulino TCKA-01 3, 3 35 63 T1O2 em alumina TCAL-01 3, 3 55 77 Ti02 PC 105 sem suporte 3, 3 60 86 Ti02su em metacaulino sem suporte 3, 3 67 89 6. Análise fotográfica
Foi feita uma análise das imagens SEM tiradas com um microscópio electrónico, dos diferentes compósitos usados na Tabela 4. As imagens mostradas nas figuras 1-3 apresentam diferenças consideráveis na estrutura fisica dos compósitos em análise: no caso da alumina, os cristais de T1O2 formam-se nas cavidades (microporosidades) dos flocos; no caso do metacaulino, ο Ti02 reveste os grãos de suporte externamente; a amostra em caulino apresenta uma estrutura intermediária. As Figuras 4 e 5 mostram fotos tiradas com o microscópio TEM de um outro compósito de
Ti02/metacaulinon (50/50) de acordo com a presente invenção. Estas fotos demonstram como o Ti02 está presente em partículas aglomeradas em grupos micrométricos, e não podem ser observados pós de Ti02 soltos. Sem querer se comprometer com a teoria, considera-se que a modalidade do 20
Ti02 de aderência ao suporte, conforme mostrado nas figuras 1-5 contribui para a melhoria da actividade fotocatalítica encontrada com o metacaulino. 21
Claims (26)
- REIVINDICAÇÕES 1. Uso de um compósito para a preparação de ligantes hidráulicos, produtos pré-misturados secos, composições de cimento ou produtos de cimento com actividade fotocatalitica, em que o dito compósito compreende dióxido de titânio ligado a um suporte de metacaulino por tratamento térmico.
- 2. Uso de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o dito compósito compreender 50% em peso de dióxido de titânio e 50% em peso de metacaulino.
- 3. Uso de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender 20% em peso de dióxido de titânio e 80% em peso de metacaulino.
- 4. Uso de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o dito compósito compreender 30% em peso de dióxido de titânio e 70% em peso de metacaulino.
- 5. Uso de acordo com as reivindicações 1 a 4, caracterizado por no dito compósito o dióxido de titânio estar predominantemente na forma cristalográfica de anatásio.
- 6. Uso de acordo com as reivindicações 1 a 5, em que o dióxido de titânio tem uma superfície específica BET entre 5 e 350 m2/g.
- 7. Uso de acordo com a reivindicação 1, em que a dita composição de cimento é uma pasta.
- 8. Uso de acordo com a reivindicação 1, em que a dita composição de cimento é uma argamassa. 1
- 9. Uso de acordo com a reivindicação 1, em que a dita composição de cimento é um cimento.
- 10. Uso de acordo com a reivindicação 1, em que o dito tratamento térmico é realizado a uma temperatura entre 300°C e 7 00°C.
- 11. Uso de acordo com a reivindicação 10, em que o dito tratamento térmico é realizado a uma temperatura entre 350 e 650°C.
- 12. Uso de acordo com a reivindicação 1 e 10, em que o referido tratamento térmico é realizado entre 1 e 5 horas.
- 13. Aglutinante fotocatalitico, compreendendo um compósito de acordo com uma ou mais das reivindicações anteriores, numa mistura com um ligante hidráulico.
- 14. Aglutinante de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por compreender dióxido de titânio entre 0,1 a 10% em peso.
- 15. Aglutinante de acordo com a reivindicação 14, caracterizado por compreender dióxido de titânio entre 0,1 a 4% em peso.
- 16. Aglutinante de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por compreender 3,3% de T1O2 em peso.
- 17. Aglutinante de acordo com uma ou mais das reivindicações 13-16, caracterizado por o ligante hidráulico ser um cimento ou cal.
- 18. Produto pré-misturado seco, caracterizado por compreender o aglutinante de acordo com uma ou mais das 2 reivindicações 13-17, agregados e aditivos para cimento.
- 19. Composição de cimento compreendendo um compósito f otocatalí tico de acordo com uma ou mais das reivindicações anteriores.
- 20. Composição de acordo com a reivindicação 19, caracterizado por ser uma pasta, uma argamassa ou um cimento.
- 21. Método para a preparação de um compósito de acordo com uma ou mais das reivindicações anteriores, compreendendo a etapa de proporcionar um contacto recíproco entre o metacaulino e dióxido de titânio ou um dos seus precursores.
- 22. Método de acordo com a reivindicação 21, caracterizado por o produto obtido a partir do dito contacto ser submetido a um tratamento térmico a uma temperatura entre 300°C e 700°C, por um período de tempo entre 1 e 5 horas.
- 23. Produto de cimento fotocatalítico obtido a partir de uma composição de cimento de acordo com a reivindicação 19.
- 24. Produto de acordo com a reivindicação 23, escolhido entre os elementos arquitectónicos, blocos de pavimento, produtos de pavimentação, abóbadas de tecto de túneis ou garagens, pedras de pavimentação, blocos, tijolos, fontes, bancos de assento, e elementos monumentais.
- 25. Método para a redução de poluentes presentes no meio ambiente, caracterizado pela exposição do dito ambiente 3 na presença de luz e ar, a um ou mais produtos de acordo com as reivindicações 23 e 24
- 26. Método de acordo com a reivindicação 25, em que os ditos poluentes são escolhidos entre policondensados aromáticos, aldeídos, fuligem na concentração PM10, óxidos de azoto (N0X) e óxidos de enxofre (S0X) . 4
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
IT002387A ITMI20072387A1 (it) | 2007-12-19 | 2007-12-19 | Compositi fotocatalitici e prodotti derivati a base di biossido di titanio supportato su metacaolino |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
PT2242806E true PT2242806E (pt) | 2011-12-13 |
Family
ID=40315621
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PT08864827T PT2242806E (pt) | 2007-12-19 | 2008-12-17 | Compósitos fotocatalíticos baseados em dióxido de titânio e produtos derivados sobre um suporte de metacaulino |
Country Status (16)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8092586B2 (pt) |
EP (1) | EP2242806B1 (pt) |
CN (1) | CN101903473B (pt) |
AT (1) | ATE520746T1 (pt) |
CA (1) | CA2709352A1 (pt) |
CY (1) | CY1112358T1 (pt) |
DK (1) | DK2242806T3 (pt) |
EG (1) | EG25732A (pt) |
ES (1) | ES2371522T3 (pt) |
HR (1) | HRP20110827T1 (pt) |
IT (1) | ITMI20072387A1 (pt) |
MA (1) | MA32015B1 (pt) |
PL (1) | PL2242806T3 (pt) |
PT (1) | PT2242806E (pt) |
SI (1) | SI2242806T1 (pt) |
WO (1) | WO2009080647A1 (pt) |
Families Citing this family (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ITMI20072387A1 (it) * | 2007-12-19 | 2009-06-20 | Italcementi Spa | Compositi fotocatalitici e prodotti derivati a base di biossido di titanio supportato su metacaolino |
CZ2008261A3 (cs) * | 2008-04-25 | 2009-11-04 | Rokospol A.S. | Komponenta náterové a/nebo stavební hmoty aktivní z hlediska katalýzy fotodegradace polutantu v ovzduší a náterová a/nebo stavební hmota na její bázi |
IT1391093B1 (it) * | 2008-08-01 | 2011-11-18 | Italcementi Spa | Compositi fotocatalitici a base di titanio e calcare esenti da biossido di titanio. |
IT1391427B1 (it) * | 2008-08-01 | 2011-12-23 | Italcementi Spa | Compositi fotocatalitici a base di titanio e calcare. |
ES2331169B1 (es) * | 2008-12-10 | 2010-09-17 | Pavimentos De Tudela, S.L | Losa para pavimentos y procedimiento de obtenicion de la misma. |
US8236101B1 (en) | 2011-04-21 | 2012-08-07 | Juarez Leroy | Swimming pool plaster enhancement |
WO2013018111A1 (en) | 2011-08-02 | 2013-02-07 | C.I.M. CALCI IDRATE MARCELLINA SpA | Self-cleaning, anti-smog, anti-mould photocatalytic powdered water based paint |
EP2597073A1 (de) | 2011-11-22 | 2013-05-29 | Steag Power Minerals GmbH | Titandioxid und Flugasche enthaltende Baustoffmischung sowie ein Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung |
US9598314B2 (en) * | 2012-05-07 | 2017-03-21 | The Regents Of The University Of California | Corrosion inhibiting cementitious compositions |
CA2845980C (en) * | 2013-03-13 | 2021-06-22 | D&D Emulsions, Inc. | Embedding photocatalytic titanium dioxide in asphalt surfaces to reduce pollutants via photocatalytic reactions |
KR102124188B1 (ko) * | 2013-03-13 | 2020-06-26 | 삼성전자주식회사 | 이미지를 처리하는 전자장치 및 방법 |
CN103447043B (zh) * | 2013-08-16 | 2015-02-25 | 西南科技大学 | 一种用作矿物掺合料的负载钛偏高岭土的制备方法 |
EP3216771A1 (en) | 2016-03-08 | 2017-09-13 | Technion Research & Development Foundation Limited | Compositions with increased photocatalytic activity |
EP3501643A1 (en) | 2017-12-15 | 2019-06-26 | ITALCEMENTI S.p.A. | Photocatalytic composite based on kassite and perovskite and cementitious products containing it |
RU2683321C1 (ru) * | 2018-09-13 | 2019-03-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет" (СПбГУ) | Способ получения фотоактивного композита с бактерицидными свойствами |
WO2023015036A1 (en) * | 2021-08-06 | 2023-02-09 | Drymax Global Llc | Hydrophobic admixture and processes for making same |
TW202404700A (zh) * | 2022-07-27 | 2024-02-01 | 美商融合等離子公司 | 光觸媒擠製物之方法及製造製程 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5152835A (en) * | 1991-05-08 | 1992-10-06 | Engelhard Corporation | Composite titania-calcined kaolin opacifying pigments and method for making and using same |
IT1286492B1 (it) * | 1996-08-07 | 1998-07-15 | Italcementi Spa | Legante idraulico con migliorate proprieta' di costanza di colore |
KR100330627B1 (ko) * | 1999-12-06 | 2002-03-29 | 곽영훈 | 금속산화물 복합 피복 이산화티탄 광촉매의 제조 방법 |
KR100437532B1 (ko) | 2001-09-05 | 2004-06-30 | 동부전자 주식회사 | 반도체 제조장비의 배기 구조 |
FR2845375B1 (fr) * | 2002-10-03 | 2004-11-26 | Francais Ciments | Melange granulaire photocatalytique pour mortier et beton et son utilisation |
ITMI20030291A1 (it) * | 2003-02-18 | 2004-08-19 | Italcementi Spa | Massello per pavimentazione fotocatalitica a base cementizia |
US20080255291A1 (en) * | 2005-09-08 | 2008-10-16 | Imerys Kaolin, Inc. | Large Particle, High Mineral Purity Calcined Kaolins And Methods Of Preparing And Using Same |
ITMI20072387A1 (it) * | 2007-12-19 | 2009-06-20 | Italcementi Spa | Compositi fotocatalitici e prodotti derivati a base di biossido di titanio supportato su metacaolino |
-
2007
- 2007-12-19 IT IT002387A patent/ITMI20072387A1/it unknown
-
2008
- 2008-12-17 CA CA2709352A patent/CA2709352A1/en not_active Abandoned
- 2008-12-17 ES ES08864827T patent/ES2371522T3/es active Active
- 2008-12-17 SI SI200830442T patent/SI2242806T1/sl unknown
- 2008-12-17 US US12/747,948 patent/US8092586B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2008-12-17 PT PT08864827T patent/PT2242806E/pt unknown
- 2008-12-17 PL PL08864827T patent/PL2242806T3/pl unknown
- 2008-12-17 WO PCT/EP2008/067728 patent/WO2009080647A1/en active Application Filing
- 2008-12-17 DK DK08864827.4T patent/DK2242806T3/da active
- 2008-12-17 AT AT08864827T patent/ATE520746T1/de active
- 2008-12-17 CN CN2008801215111A patent/CN101903473B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2008-12-17 EP EP08864827A patent/EP2242806B1/en active Active
-
2010
- 2010-06-16 EG EG2010061027A patent/EG25732A/xx active
- 2010-07-14 MA MA33014A patent/MA32015B1/fr unknown
-
2011
- 2011-11-11 HR HR20110827T patent/HRP20110827T1/hr unknown
- 2011-11-14 CY CY20111101094T patent/CY1112358T1/el unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CA2709352A1 (en) | 2009-07-02 |
EP2242806B1 (en) | 2011-08-17 |
PL2242806T3 (pl) | 2012-01-31 |
EG25732A (en) | 2012-06-16 |
SI2242806T1 (sl) | 2012-01-31 |
CN101903473B (zh) | 2013-11-13 |
ATE520746T1 (de) | 2011-09-15 |
DK2242806T3 (da) | 2011-11-21 |
ITMI20072387A1 (it) | 2009-06-20 |
US8092586B2 (en) | 2012-01-10 |
HRP20110827T1 (hr) | 2011-12-31 |
US20100266470A1 (en) | 2010-10-21 |
ES2371522T3 (es) | 2012-01-04 |
WO2009080647A1 (en) | 2009-07-02 |
CY1112358T1 (el) | 2015-12-09 |
EP2242806A1 (en) | 2010-10-27 |
MA32015B1 (fr) | 2011-01-03 |
CN101903473A (zh) | 2010-12-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
PT2242806E (pt) | Compósitos fotocatalíticos baseados em dióxido de titânio e produtos derivados sobre um suporte de metacaulino | |
Janczarek et al. | Progress of functionalized TiO2-based nanomaterials in the construction industry: A comprehensive review | |
Calia et al. | Limestones coated with photocatalytic TiO2 to enhance building surface with self-cleaning and depolluting abilities | |
Ramirez et al. | Titanium dioxide coated cementitious materials for air purifying purposes: Preparation, characterization and toluene removal potential | |
JP5196710B2 (ja) | コーティング材とその用途 | |
Chen et al. | Geopolymer-supported photocatalytic TiO2 film: Preparation and characterization | |
Matějka et al. | Metakaolinite/TiO2 composite: Photoactive admixture for building materials based on Portland cement binder | |
PT1709125E (pt) | Composiães de revestimento possuindo propriedades despoluentes de superfcie | |
Wang et al. | SiO2/TiO2 composite powders deposited on cement-based materials: Rhodamine B removal and the bonding mechanism | |
TW200536808A (en) | Composition for use NOx as removing translucent coating | |
JP2014521508A (ja) | 担持され且つ分散されているTiO2粒子を含む添加剤を調製する方法 | |
ITMI991422A1 (it) | Uso di preparazioni fotocatalitiche di titanio biossido colloidale per conservare l'aspetto originario di manufatti camentizi lapidei o marm | |
CZ2002442A3 (cs) | Způsob zpracování stavebního materiálu impregnací, kapalná disperze, pouľití disperze, a propustný materiál jí zpracovaný | |
US10315953B2 (en) | Additive-incorporated building materials | |
Vulic et al. | Photocatalytic activity and stability of TiO2/ZnAl layered double hydroxide based coatings on mortar substrates | |
Lettieri et al. | Nanostructured TiO 2 for stone coating: Assessing compatibility with basic stone’s properties and photocatalytic effectiveness | |
JP2021502458A (ja) | 屋根コーティング組成物、使用方法、及び物品 | |
Faraldos et al. | Multifunctional photocatalytic coatings for construction materials | |
Cruz-Moreno et al. | Multifunctional surfaces of portland cement-based materials developed with functionalized silicon-based nanoparticles | |
Yavaş et al. | A novel gypsum-based lightweight composite: a combined investigation of technical and self-cleaning properties | |
JP2013505334A (ja) | NOx除去透光性コーティング用の組成物 | |
Silva et al. | Evaluating the effectiveness of self-cleaning products applied on external thermal insulation composite systems (ETICS) | |
CN114641598A (zh) | 具有光催化涂层的陶瓷粒料及其制备方法 | |
JP3978636B2 (ja) | 光触媒膜形成用コーティング組成物 | |
Reddy et al. | Evaluation of self-cleaning performance of TiO2-intermixed and TiO2-coated cement mortars under natural sunlight |