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 PDF

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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)

  1. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 7. Uso de acordo com a reivindicação 1, em que a dita composição de cimento é uma pasta.
  8. 8. Uso de acordo com a reivindicação 1, em que a dita composição de cimento é uma argamassa. 1
  9. 9. Uso de acordo com a reivindicação 1, em que a dita composição de cimento é um cimento.
  10. 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. 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. 12. Uso de acordo com a reivindicação 1 e 10, em que o referido tratamento térmico é realizado entre 1 e 5 horas.
  13. 13. Aglutinante fotocatalitico, compreendendo um compósito de acordo com uma ou mais das reivindicações anteriores, numa mistura com um ligante hidráulico.
  14. 14. Aglutinante de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por compreender dióxido de titânio entre 0,1 a 10% em peso.
  15. 15. Aglutinante de acordo com a reivindicação 14, caracterizado por compreender dióxido de titânio entre 0,1 a 4% em peso.
  16. 16. Aglutinante de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por compreender 3,3% de T1O2 em peso.
  17. 17. Aglutinante de acordo com uma ou mais das reivindicações 13-16, caracterizado por o ligante hidráulico ser um cimento ou cal.
  18. 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. 19. Composição de cimento compreendendo um compósito f otocatalí tico de acordo com uma ou mais das reivindicações anteriores.
  20. 20. Composição de acordo com a reivindicação 19, caracterizado por ser uma pasta, uma argamassa ou um cimento.
  21. 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. 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. 23. Produto de cimento fotocatalítico obtido a partir de uma composição de cimento de acordo com a reivindicação 19.
  24. 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. 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. 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
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