RO136026A1 - Pigment anorganic cu funcţia de catalizator activat de lumină - Google Patents
Pigment anorganic cu funcţia de catalizator activat de lumină Download PDFInfo
- Publication number
- RO136026A1 RO136026A1 RO202100176A RO202100176A RO136026A1 RO 136026 A1 RO136026 A1 RO 136026A1 RO 202100176 A RO202100176 A RO 202100176A RO 202100176 A RO202100176 A RO 202100176A RO 136026 A1 RO136026 A1 RO 136026A1
- Authority
- RO
- Romania
- Prior art keywords
- light
- layer
- perovskite
- inorganic pigment
- metal oxide
- Prior art date
Links
- 239000001023 inorganic pigment Substances 0.000 title claims abstract description 59
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 54
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 123
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 56
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 claims abstract description 51
- 239000000049 pigment Substances 0.000 claims abstract description 47
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 46
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 45
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims abstract description 34
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 33
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 31
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 30
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 28
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 25
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 23
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 claims abstract description 18
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims abstract description 17
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims abstract description 13
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims abstract description 11
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 239000003637 basic solution Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 claims abstract description 9
- 239000006071 cream Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 69
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 59
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 36
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 36
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 35
- -1 oxygen anions Chemical class 0.000 claims description 28
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 238000009472 formulation Methods 0.000 claims description 19
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 19
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 claims description 14
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 12
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 claims description 11
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 claims description 11
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000004035 construction material Substances 0.000 claims description 9
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 8
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 8
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 8
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 7
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 7
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 7
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 claims description 7
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 6
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims description 6
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 6
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 claims description 5
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000004567 concrete Substances 0.000 claims description 5
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 claims description 5
- 230000001717 pathogenic effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000011012 sanitization Methods 0.000 claims description 5
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 4
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000003973 paint Substances 0.000 claims description 4
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 4
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 4
- 239000011111 cardboard Substances 0.000 claims description 3
- 239000011087 paperboard Substances 0.000 claims description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 3
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims description 3
- 230000005070 ripening Effects 0.000 claims description 3
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims description 2
- 239000002674 ointment Substances 0.000 claims description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 claims 1
- 238000001429 visible spectrum Methods 0.000 abstract description 25
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 7
- 238000005202 decontamination Methods 0.000 abstract description 3
- 230000003588 decontaminative effect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000003253 viricidal effect Effects 0.000 abstract description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 abstract description 2
- 229910013724 M(OH)2 Inorganic materials 0.000 abstract 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 abstract 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 51
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 33
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 29
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 26
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 25
- 239000000047 product Substances 0.000 description 23
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 21
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 19
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 18
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 17
- CXKWCBBOMKCUKX-UHFFFAOYSA-M methylene blue Chemical compound [Cl-].C1=CC(N(C)C)=CC2=[S+]C3=CC(N(C)C)=CC=C3N=C21 CXKWCBBOMKCUKX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 13
- 229960000907 methylthioninium chloride Drugs 0.000 description 13
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 description 13
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 12
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 11
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 11
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 8
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 238000004770 highest occupied molecular orbital Methods 0.000 description 7
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 7
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 7
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 6
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 6
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010944 silver (metal) Substances 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 5
- 238000013032 photocatalytic reaction Methods 0.000 description 5
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 5
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- 238000002845 discoloration Methods 0.000 description 4
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 4
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 4
- 101710134784 Agnoprotein Proteins 0.000 description 3
- 229910002971 CaTiO3 Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004833 X-ray photoelectron spectroscopy Methods 0.000 description 3
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 3
- RQPZNWPYLFFXCP-UHFFFAOYSA-L barium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ba+2] RQPZNWPYLFFXCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 229910001863 barium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 3
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 3
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000000295 emission spectrum Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 3
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 238000004768 lowest unoccupied molecular orbital Methods 0.000 description 3
- 238000004776 molecular orbital Methods 0.000 description 3
- 239000003504 photosensitizing agent Substances 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 3
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000026 X-ray photoelectron spectrum Methods 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 2
- 239000002585 base Substances 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 239000013626 chemical specie Substances 0.000 description 2
- 239000002894 chemical waste Substances 0.000 description 2
- 239000013065 commercial product Substances 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 2
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000003574 free electron Substances 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 2
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 2
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 2
- 150000004686 pentahydrates Chemical class 0.000 description 2
- 230000001443 photoexcitation Effects 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 2
- 238000012552 review Methods 0.000 description 2
- SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N silver(1+) nitrate Chemical compound [Ag+].[O-]N(=O)=O SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 238000002198 surface plasmon resonance spectroscopy Methods 0.000 description 2
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 239000012463 white pigment Substances 0.000 description 2
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 2
- POILWHVDKZOXJZ-ARJAWSKDSA-M (z)-4-oxopent-2-en-2-olate Chemical compound C\C([O-])=C\C(C)=O POILWHVDKZOXJZ-ARJAWSKDSA-M 0.000 description 1
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 241001198704 Aurivillius Species 0.000 description 1
- BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N Calcium cation Chemical compound [Ca+2] BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005750 Copper hydroxide Substances 0.000 description 1
- JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N Cu2+ Chemical compound [Cu+2] JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920004518 DION® Polymers 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 229910019065 NaOH 1 M Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000001464 adherent effect Effects 0.000 description 1
- 150000004703 alkoxides Chemical class 0.000 description 1
- 125000004448 alkyl carbonyl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- 229910002113 barium titanate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 229910001451 bismuth ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013590 bulk material Substances 0.000 description 1
- 150000007942 carboxylates Chemical class 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006690 co-activation Effects 0.000 description 1
- 229920001688 coating polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 1
- 150000001879 copper Chemical class 0.000 description 1
- 229910001956 copper hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001431 copper ion Inorganic materials 0.000 description 1
- JZCCFEFSEZPSOG-UHFFFAOYSA-L copper(II) sulfate pentahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.[Cu+2].[O-]S([O-])(=O)=O JZCCFEFSEZPSOG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000005090 crystal field Methods 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 1
- 208000018459 dissociative disease Diseases 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000005518 electrochemistry Effects 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 239000002920 hazardous waste Substances 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 238000011090 industrial biotechnology method and process Methods 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 229910001867 inorganic solvent Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003049 inorganic solvent Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 238000011005 laboratory method Methods 0.000 description 1
- 239000002082 metal nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 1
- 125000000325 methylidene group Chemical group [H]C([H])=* 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000002524 organometallic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 1
- 230000002186 photoactivation Effects 0.000 description 1
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 description 1
- 238000006552 photochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 239000011342 resin composition Substances 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 229930000044 secondary metabolite Natural products 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 150000003377 silicon compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 229910001961 silver nitrate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 1
- 238000010183 spectrum analysis Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000037072 sun protection Effects 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 150000003609 titanium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 231100000167 toxic agent Toxicity 0.000 description 1
- 239000010891 toxic waste Substances 0.000 description 1
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- B01J35/39—
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
- A01N25/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators, characterised by their forms, or by their non-active ingredients or by their methods of application, e.g. seed treatment or sequential application; Substances for reducing the noxious effect of the active ingredients to organisms other than pests
- A01N25/02—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators, characterised by their forms, or by their non-active ingredients or by their methods of application, e.g. seed treatment or sequential application; Substances for reducing the noxious effect of the active ingredients to organisms other than pests containing liquids as carriers, diluents or solvents
- A01N25/04—Dispersions, emulsions, suspoemulsions, suspension concentrates or gels
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
- A01N25/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators, characterised by their forms, or by their non-active ingredients or by their methods of application, e.g. seed treatment or sequential application; Substances for reducing the noxious effect of the active ingredients to organisms other than pests
- A01N25/34—Shaped forms, e.g. sheets, not provided for in any other sub-group of this main group
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
- A01N59/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing elements or inorganic compounds
- A01N59/16—Heavy metals; Compounds thereof
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
- A01N59/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing elements or inorganic compounds
- A01N59/16—Heavy metals; Compounds thereof
- A01N59/20—Copper
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01P—BIOCIDAL, PEST REPELLANT, PEST ATTRACTANT OR PLANT GROWTH REGULATORY ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR PREPARATIONS
- A01P1/00—Disinfectants; Antimicrobial compounds or mixtures thereof
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K8/00—Cosmetics or similar toiletry preparations
- A61K8/18—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition
- A61K8/19—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing inorganic ingredients
- A61K8/29—Titanium; Compounds thereof
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61Q—SPECIFIC USE OF COSMETICS OR SIMILAR TOILETRY PREPARATIONS
- A61Q17/00—Barrier preparations; Preparations brought into direct contact with the skin for affording protection against external influences, e.g. sunlight, X-rays or other harmful rays, corrosive materials, bacteria or insect stings
- A61Q17/005—Antimicrobial preparations
-
- 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
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/002—Mixed oxides other than spinels, e.g. perovskite
-
- B01J35/19—
-
- 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
- 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
- C04B20/1062—Metals
-
- 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
-
- 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
- C04B20/12—Multiple coating or impregnating
-
- 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
- C09C1/3661—Coating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
- C09D7/40—Additives
- C09D7/60—Additives non-macromolecular
- C09D7/61—Additives non-macromolecular inorganic
- C09D7/62—Additives non-macromolecular inorganic modified by treatment with other compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
- C25B11/04—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by the material
- C25B11/051—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier
- C25B11/052—Electrodes comprising one or more electrocatalytic coatings on a substrate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
- C25B11/04—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by the material
- C25B11/051—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier
- C25B11/073—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the electrocatalyst material
- C25B11/075—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the electrocatalyst material consisting of a single catalytic element or catalytic compound
- C25B11/077—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the electrocatalyst material consisting of a single catalytic element or catalytic compound the compound being a non-noble metal oxide
- C25B11/0773—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the electrocatalyst material consisting of a single catalytic element or catalytic compound the compound being a non-noble metal oxide of the perovskite type
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
- C25B11/04—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by the material
- C25B11/051—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier
- C25B11/073—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the electrocatalyst material
- C25B11/075—Electrodes formed of electrocatalysts on a substrate or carrier characterised by the electrocatalyst material consisting of a single catalytic element or catalytic compound
- C25B11/087—Photocatalytic compound
-
- 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
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/02—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the alkali- or alkaline earth metals or beryllium
-
- 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
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
- B01J23/48—Silver or gold
-
- 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
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
- B01J23/48—Silver or gold
- B01J23/50—Silver
-
- 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
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/72—Copper
-
- 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
- B01J37/0215—Coating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
- C01P2002/30—Three-dimensional structures
- C01P2002/34—Three-dimensional structures perovskite-type (ABO3)
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/80—Particles consisting of a mixture of two or more inorganic phases
- C01P2004/82—Particles consisting of a mixture of two or more inorganic phases two phases having the same anion, e.g. both oxidic phases
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/80—Particles consisting of a mixture of two or more inorganic phases
- C01P2004/82—Particles consisting of a mixture of two or more inorganic phases two phases having the same anion, e.g. both oxidic phases
- C01P2004/84—Particles 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
- C01P2004/86—Thin layer coatings, i.e. the coating thickness being less than 0.1 time the particle radius
-
- 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
- C04B2103/00—Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
- C04B2103/54—Pigments; Dyes
-
- 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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/20—Oxides; Hydroxides
- C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
- C08K2003/2237—Oxides; Hydroxides of metals of titanium
- C08K2003/2241—Titanium dioxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/01—Use of inorganic substances as compounding ingredients characterized by their specific function
- C08K3/013—Fillers, pigments or reinforcing additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/01—Use of inorganic substances as compounding ingredients characterized by their specific function
- C08K3/015—Biocides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/20—Oxides; Hydroxides
- C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K9/00—Use of pretreated ingredients
- C08K9/02—Ingredients treated with inorganic substances
-
- 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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
- C25B1/01—Products
- C25B1/02—Hydrogen or oxygen
- C25B1/04—Hydrogen or oxygen by electrolysis of water
Abstract
Invenţia se referă la un pigment anorganic cu funcţia de catalizator care poate fi activat de lumina din întreg spectrul vizibil dar şi în absenţa luminii şi la un procedeu de obţinere al acestuia, pigmentul fiind utilizat pentru activitatea lui catalitică, bactericidă şi virucidă în absenţa luminii. Pigmentul conform invenţiei este constituit din trei straturi:a) un strat cu grosimea cuprinsă între 4 μm şi 220 nm alcătuit dintr-un oxid metalic semiconductor selectat din TiO2, rutil sau anatas cu constantă dielectrică mare şi o permitivitate relativă cuprinsă între 60...100,b) un al doilea strat pseudo - perovskit bidimensional format din structuri anorganice feroelectrice de forma ABO3 sau A2B2O6 conţinând Ti, rutil, Ca sau B ca şi cation de tip A iar anionul " O " este oxigenul, şic) al treilea strat este format din clustere nanometrice de Cu, Ag sau Au depuse pe structura celui de-al doilea strat. Procedeul conform invenţiei are următoarele etape:1) la o soluţie bazică de NaOH 1M se adaugă o cantitate de oxid metalic semiconductor din TiO2, anatas sau rutil, preferabil rutil, unde raportul dintre masa NaOH şi masa de oxid metalic semiconductor este cuprins în intervalul de 1 la 8 părţi până la 1 la 10 părţi în greutate, agitându-se bine minim 30 minute la temperatura camerei pentru decontaminarea suprafeţei oxidului metalic,2) în soluţia rezultată se adaugă o cantitate de M(OH)2 cu raportul M(OH)2/oxid metalic semiconductor este cuprins între 1:5...1:10 părţi în greutate, cu agitare continuă minim 30 minute,3) se adaugă în soluţie o cantitate de M'X unde raportul M'X/oxid metalic conductor este cuprins între 1:8...1:25 părţi în greutate,4) se agită soluţia timp de încă 15 minute la temperatura camerei apoi se creşte temperatura sub agitare continuă până la temperatura de fierbere a apei până când volumul soluţiei scade la jumătate şi soluţia devine o cremă consistentă şi se lasă produsul în repaus 24 ore pentru maturare.
Description
PIGMENT ANORGANIC cUfUNCȚIAUt UÂlALIZĂTOR ACTIVAT DE LUMINĂ
DESCRIERE
Prezenta invenție se referă la un pigment anorganic cu funcția de catalizator ce poate fi activat și de lumina din întreg spectrul vizibil dar și în absența luminii, la un procedeu de obținere al acestuia, la diferite formulări care conțin acest pigment anorganic si la utilizarea acestuia. De asemenea, prezenta invenție furnizează o metoda de distrugere a factorilor patogeni care cuprinde iradierea cu radiația electromagnetică din întreg spectrul vizibil (400nm-700nm) a suprafețelor pe care au fost aplicate - formulări care conțin pigmentul anorganic. Suplimentar, invenția furnizează utilizarea pigmentului dezvăluit aici pentru activitatea sa catalitică, bactericidă și virucidă în absența luminii. STADIUL TEHNICII
Se cunoaște de mult timp faptul că fotocatalizatori de oxid metalic semiconductor au rol de fotosensibilizatori (FS) în reacțiile fotochimice. Principala problemă la folosirea acestor fotocatalizatori este că ei pot fi activați numai de radiația electromagnetică din domeniul UV-A, radiație periculoasă pentru om. De aceea, acești fotocatalizatori de oxizi metalici semiconductori nu pot fi folosiți în aplicațiile fotocatalitice în prezența omului.
Se cunosc tehnici de laborator sau industriale prin care se obțin fotocatalizatori de oxid metalic semiconductor dopat și care sunt activați de radiația electromagentică din domeniul vizibil. Prin aceste procedee se obțin fotocatalizatori dopați anorganici sau organo-metalici care sunt sub formă de nanoparticule, așa cum sunt definiți în standardul ISO/TS80004-2: 2015 Nanotehnologii - Vocabular - Partea 2: Nano-obiecte având dimensiunile în intervalul de lungime de aproximativ de la 1 nm la 100 nm. Nanomaterialele nu sunt acceptate industrial ca pigmenți funcționali deoarece absența posibilității de a detecta nanomaterialele eliberate în mediu, a impus prin legislația în vigoare restricții de folosire tehnologice, de mediu și de securitatea muncii. Organizația Mondială a Sănătății (OMS) recomandă din 2017 reducerea expunerii și protejarea lucrătorilor împotriva riscului potențial al nanomaterialelor fabricate.
Toate procedele cunoscute pentru obținerea fotocatalizatorilor dopați în lumină vizibilă au randamentul general al reacțiilor raportat la produsul util (masă produs util/masa produși de reacție) foarte mic de aproximativ 5-10%, fiind nefezabile economic. Aceste procedee cunoscute generează mari cantități de deșeuri chimice, iar pentru neutralizarea lor sunt necesare instalații speciale care generează costuri de neutralizare extrem de mari.
Brevetul US7449245B2 descrie o metodă de producere a unui substrat fotocatalitic
RO 136026Α1 pe bază de T1O2 care se prepară pornind de la un solvent organic sau amestecuri de solvenți anorganici, în care se dizolvă un compus de titan hidrolizabil de forma TiX4 în care grupările X hidrolizabile care pot fi alcoxizi, ariloxizi, aciloxizi sau alchilcarbonil. în această soluție se mai adaugă oxid sau o sare complexă de metal de tipul carboxilaților de exemplu, acetat sau acetilacetonat. Dezavantajul major al acestei metode este ca randamentul reacției este foarte scăzut de aproximativ 5-10% în produs util și generează foarte mulți compuși secundari, deșeuri chimice greu de inactivat.
Cererea de brevet WO9805601 descrie un liant hidraulic, o compoziție de ciment, un amestec uscat de beton arhitectural care conține particule fotocatalizate care sunt capabile să oxideze substanțe poluante în prezența umidității ușoare a aerului și a mediului unde fotocatalizatorul preferat este dioxidul de titan. Dezavantajul major al acestei tehnici este dat de faptul că pentru activarea fotosensibilizantului este necesară iradierea lui cu lumină din domeniul UV-A, ce se află in cantități mici în radiația luminoasă.
Brevetul EP0633064B1 descrie un compozit fotocatalizator cuprinzând un substrat având particule fotocatalizatoare cum ar fi oxidul de titan aderent pe acesta printr-un adeziv mai puțin degradant și un procedeu de producere a acestui compozit. Adezivul mai puțin degradant este un compus de siliciu sau ciment. Dezavantajul major al acestei tehnici este dat de faptul că pentru activarea fotosensibilizantului este necesar să se iradieze cu lumină din domeniul UV-A, ce se află in cantități mici în radiația luminoasă.
De aceea, este nevoie de metode si tehnologii performante, economice și ecologice de fabricarea a unor fotocatalizatori care să fie activați de radiația din spectrul vizibil, care să respecte normele de certificare internațională și normele de poluare, care să se obțină cu randamente mai mari, fără a genera deșeuri toxice greu de neutralizat si cu costuri de producere relativi mici.
SCOPUL INVENȚIEI *
Scopul prezentei invenții este de a furniza un pigment anorganic cu funcția de catalizator activat atât în prezența lumina din întreg spectrul vizibil (rol de fotocatalizator) dar și în absența luminii (rol de catalizator).
Un alt scop al prezentei invenții este de furniza un procedeu de obținere al pigmentului anorganic cu funcția de catalizator ce poate fi activat de lumina din întreg spectrul vizibil) dar și în absența luminii.
Un alt obiectiv este de a furniza diferite formulări care cuprind ca ingredient activ pigmentul anorganic cu funcția de catalizator ce poate fi activat de lumina din întreg spectrul vizibil dar și în absența luminii selectate din orice formulări potrivite pentru
RO 136026Α1 acoperirea suprafețelor cu rol decorativ sau de protecție.
încă un alt scop este acela de a furniza materiale de construcții care cuprind ca ingredient activ pigmentul anorganic cu funcția de catalizator ce poate fi activat de lumina din întreg spectrul vizibil dar și în absența luminii, materiale de construcții selectate din gleturi, betoane, mortare, ciment, hârtie sau cartoane plastifiate sau neplastificate, membrane de protecție polimerice și bituminoase, membrane de acoperire cu rol de autocurațare, asfalt sau mixturi asfaltice sau bituminoase, dale de construcție cu rol de autocurațare sau material de umplutură, pulberi de adaos cărora le conferă proprietăți catalitice.
Un alt scop al invenției este de a funiza produse cosmetice care cuprind ca ingredient activ pigmentul anorganic cu funcția de catalizator ce poate fi activat și de lumina din întreg spectrul vizibil dar și în absența luminii, produse cosmetice selectate din clasa de produse dermatologice cu efect antibactericid prin aplicare pe piele.
Un ultim scop al prezentei invenții este de furniza o metodă de distrugere a factorilor patogeni care cuprinde aplicarea de diferite formulări care conțin ca ingredient activ pigmentul cu rol de catalizator ce poate fi activat și de lumina din întreg spectrul vizibil (light-activated inorganic agents-LAIAs) pe suprafața care se dorește a fi igienizată. DESCRIEREA PE SCURT A INVENȚIEI
Prezenta invenție elimină dezavantajele din stadiul tehnicii menționate anterior precum și alte dezavantaje dezvăluite în stadiul tehnicii.
Un prim obiect al prezentei invenții se referă la un pigment anorganic cu funcția de catalizator ce poate fi activat și de lumina din întreg spectrul vizibil dar și în absența luminii, care cuprinde un prim strat alcătuit dintr-un oxid metal semiconductor, un al doilea strat care este format din structuri anorganice feroelectrice de perovskit sau pseudoperovskit de tipul ABO3 sau A2B2O6 si un al treilea strat format din clustere nanometrice metalice.
Un alt obiect al prezentei invenții se referă la un procedeu de obținere al pigmentului anorganic cu funcția de catalizator ce poate fi activat și de lumina din întreg spectrul vizibil dar și în absența luminii
Un alt obiect al invenției se referă la diferite formulări care conțin ca ingredient activ acest pigment cu funcția de catalizator ce poate fi activat și de lumina din întreg spectrul vizibil dar și în absența luminii selectate din orice formulări potrivite pentru acoperirea suprafețelor cu rol decorativ sau de protecție.
Un obiect suplimentar al invenției se referă la materiale de construcții care cuprind
RO 136026Α1 ca ingredient activ pigmentul anorganic cu funcția de catalizator ce poate fi activat și de lumina din întreg spectrul vizibil dar și în absența luminii selectate din gleturi, betoane, mortare, ciment, hârtie sau cartoane plastifiate sau neplastificate, membrane de protecție polimerice și bituminoase, membrane de acoperire cu rol de autocurațare, asfalt sau mixturi asfaltice sau bituminoase, dale de construcție cu rol de autocurațare sau material de umplutură, pulberi de adaos cărora le conferă proprietăți catalitice.
într-un alt obiectiv, invenția se referă la produse cosmetice care cuprind ca ingredient activ pigmentul anorganic cu funcția de catalizator ce poate fi activat și de lumina din întreg spectrul vizibil dar și în absența luminii selectate din clasa de produse dermatologice cu efect antibactericid prin aplicare pe piele.
într-un ultim obiectiv, invenția furnizează o metodă de distrugere a factorilor patogeni care cuprinde aplicarea de diferite formulări care conțin ca ingredient activ acest pigment cu funcția de catalizator ce poate fi activat și de lumina din întreg spectrul vizibil (light-activated inorganic agents-LAIAs) dar și în absența luminii pe suprafața care se dorește a fi igienizată.
DEFINIREA TERMENILOR SI DESCRIEREA FIGURILOR
Termenul pigment anorganic cu funcția de catalizator ce poate fi activat și de lumina din spectrul vizibil (light-activated inorganic agents-LAIAs) definește un compus ce este încadrat în clasa „pigmenților funcționali” (ISO 18451-1:2019 - pigmenți, coloranți și diluanți) care atunci când este aplicat în mediul de aplicare, are funcții specifice datorită proprietăților sale fizice sau chimice unice în plus fața de cele de colorare.
Termenul nanomateriale se referă la dimensiunea situate în nanoscală - 1nm până la 100nm.
Termenul de materiale vrac se referă la materiale micronizate cu dimensiuni de peste 100 nm, în general mai mari de 500 nm.
Termenul Clustere nanometrice metalice (de Cu, Ag sau Au) depuse pe structura celui de-al doilea strat se refera la stratul format la suprafața celui de-al doilea strat cu grosimea de la 1 (unu) până la 5 (cinci) atomi de Cu, Ag sau Au, dar nu mai mult de 1nm grosime a stratului, și care au o lungime variabilă de la 1 nm până la 50nm.
Pentru referințele tehnice industriale din domeniul de aplicare „nanotehnologii” și „nanomateriale”, Organizația Internațională pentru Standardizare ISO a introdus standardul de referință tehnică ISO / TS 80004-2: 2015 Nanotehnologii - Vocabular Partea 2: Nano-obiecte. Aceast document enumeră termenii și definițiile legate de specificațiile tehnice ale particulele din domeniul nanotehnologiilor, particule ce au
RO 136026Α1 dimensiunile cuprinse în „nanoscală” de la 1nm la 100nm. Materialele nanostructurate au dimensiunea particulelor sub 100 nm și posedă proprietăți.
De aceea, pentru toți agenții ecomonici, dar și pentru toți utilizatorii, s-au formulat dispoziții care se aplică la utilizarea subtanțelor chimice pulvurente, în funcție de dimensiunea lor, în special în cazul „nanomaterialelor”. în „Recomandarea Comisiei din 18 octombrie 2011 privind definiția nanomaterialelor Text cu relevanță pentru SEE publicat în JO L275, 20.10.2011, p. 38-40” s-a formulat recomandarea utilizare ca referință în Uniune a termenilor de „nanomaterial” în scopuri economice, științifice și de politici economice. Definiția care facilitează în legislație o interpretare uniformă se bazează numai pe dimensiunea particulelor care intră în componența unui material, ea fiind cea mai potrivită mărime supusă măsurării. Pentru a defini ca interval de mărime „nanomaterialele” ca fiind particule distincte de „materiale vrac micronizate” s-a aprobat prin Recomandarea Comisiei din 18 octombrie 2011 ca limita inferioară să fie de 1 nm și să se folosească o limită superioară de 100 nm în privința căreia există un consens general. în această definiție, bazată numai pe dimensiunea unui material, sunt incluse materialele naturale, secundare sau fabricate.
Referința industrială pentru definirea termenilor de „pigmenți” este standardul ISO 18451-1:2019 - Pigmenți, coloranți și diluanți. Terminologie. Partea 1: Termeni generali. Acest standard se referă la dimensiunilor medii liniare ale particulelor prezente în dispersiile polimerice și definește semnificația termenilor specifici de „pigment”, „pigment funcțional”, care sunt de dimensiuni „micronizate” și îi separă de termenii funcționali „nanomateriale” sau „nanoparticule”. Care sunt definiți ca material cu dimensiuni externe în nanoscală, „nanoscala” fiind termen definit ca orice dimensiune ce este situată în domeniul de la 1 nm la 100 nm.
Prezentarea figurilor
Fig 1 - prezintă o secțiune longitudinală în structura pigmentului anorganic cu funcția de catalizator. Se observă la 1) pigmentul anorganic cu funcția de catalizator activat și de lumină LAIAs este format din octaedre moleculare de T1O2, anatas sau rutil, strat care formează suportul co-activat al pigmentului, la 2) al doilea strat,numit și strat pseudo-perovskit bidimensional, este format din structuri anorganice feroelectrice reprezentate de octaedre moleculare de TiO2 între care se intercalează cationi de calciu Ca2+ sau de bariu Ba2+, cationi ce sunt legați coordinativ de atomii de oxigen din vârfurile octaedrelor moleculare de TiO2 și 3) al treilea strat format din clustere nanometrice metalice selectate din Cu, Ag și Au depuse între straturile pseudo-perovskite
RO 136026Α1 bidimensionale.
Fig 2 - prezintă o structură ortorombică de tip perovskit ABO3, cu o formulă de tipul (xiiA2+ viB4+ O2“3); unde cationul „A” este un metal alcalin sau alcalino-pământos, cationul „B” este un metal tranzițional, „A” și „B” sunt doi cationi de dimensiuni foarte diferite, atomii „A” sunt mai mari decât atomii „B”, iar „O” este un anion care se leagă la amândoi cationii. în structura standart ortorombică de perovskit cationul „B” în coordonare de 6(VI) ori, înconjurat de un octaedru ce are în centru cationul „A” în coordonare octaedrică de 12(XII) ori.
Fig 3 - reprezintă diagrama energiei libere Gibbs pentru forma polimorfă de TiO2 rutil în vrac (linia continuă) și pentru forma polimorfă de TiO2 (linia punctată);
Fig 4 - reprezintă diagrama Pouboix pentru TiO2;
Hg 5 - ilustrează formarea la interfața pigmentului de TiO2 a unui strat dublu electric (prescurtat SDE) sub forma unei interfețe electrochimice datorită formării de legături de hidrogen între anionii grupării hidroxil OH“; anioni ce formează primul strat electric iar al doilea strat este dat de cationii de Na+.
Fig 6 - reprezintă modul în care cationii de calciu din stratul dublu electric de la suprafața interfața pigmentului de TiO2; după pierdea grupării -HO la temperatură, se întrepătrund între octaedrele moleculare de TiO2 și realizează legături coordinative cu atomii de oxigen din octaedrele moleculare care compun interfața pigmentului. In acest mod se compune o structura anorganica de tip perovskit de CaTiO3
Fig 7 - reprezintă diagrama Pouboix pentru Cu;
Fig 8 - ilustrează imagini SEM de pe suprafața pigmentului în care se observa la 1) clusterelor de Cu nanometrice depuse pe suprafața pigmentului;
Fig 9 - prezintă rezultatul înregistrării absorbției luminii în funcție de reflectanța înregistrată pentru o mostra de pigment LAIAs (agent anorganic activat de lumină - lightactivated inorganic agents-LAIAs) comparativ cu o mostră de TiO2 anatas și una de TiO2 rutil, ambele de proveniență industrială. Pentru măsurători s-a folosit un spectrofotometru SPECORD 250 - 222P108. Noul pigment prezintă activitate fotocatalitcă pe întreg spectrul vizibil 400nm-700nm.
Fig 10 reprezintă măsurătorile spectrale ale activității fotocatalitice;
Fig 11 reprezintă spectrele XPS obținute pentru o mostra de pigment anorganic cu funcția de catalizator activat de lumină, spectre care sunt caracteristice unei structuri de perovskit de CaTiO3;
Fig 12 reprezintă structura de legătură moleculară-orbitală pentru molecula de TiO2:
RO 136026Α1 (a) niveluri atomice, (b) nivelurile divizate ale câmpului de cristal și (c) stări finale de interacțiune
DESCRIEREA INVENȚIEI
Invenția va fi descrisă în cele ce urmează în amănunt.
într-un prim exemplu, invenția se referă la un pigment anorganic cu funcția de catalizator activat de lumină care cuprinde:
- un prim strat alcătuit dintr-un oxid metalic semiconductor selectat din T1O2, rutil sau anatas, preferabil rutil, cu constantă dielectrică mare caracterizat de o permitivitate relativă sr cuprinsa în intervalul 60-100, de folosință industrială cu dimensiunea cuprinsă în intervalul 220 nm până la 4 pm, preferabil in intervalul 220 nm până la 40 pm,
- un al doilea strat, care este numit fază de pseudo-perovskit bidimensională, format din structuri anorganice feroelectrice de tip perovskit sau pseudo-perovskit de forma ABO3 sau A2B2O6, si
- un al treilea strat format din clustere nanometrice metalice care sunt depuse pe structura celui de-al doilea strat.
într-un exemplu de realizare și mai preferat, primul strat este format din particule de oxid metalic semiconductor TiO2 rutil. Se preferă folosirea particulelor vrac de TiO2 rutil de folosință industrială deoarece performanța fotocatalitică a formei polimorfe de cristal de TiO2 rutil vrac este mai bună decât a formei polimorfe de TiO2 anatas. Decalajul de bandă experimental al formei polimorfă de TiO2 rutil vrac este de~ 3,0 eV care este mult mai mică decât a formei polimorfe de TiO2 anatas ce are un decalaj de bandă experimental de~ 3,2 eV. în cazul nanoparticulelor (în special al celor cu dimensiuni cuprinse între 1 nm și 50 nm) cristalul de TiO2 anatas este mai activ fotocatalitic decât cristalul de TiO2 rutil din cauza energie de suprafață[conform cu: Hanaor D.A.H., Sorrell C.C. Review of the anatase to rutile phase transformation. J Mater Sci 46, 855-874 (2011)77, doi:10.1007/s10853-010-5113-0]. Așa cum se observa în diagrama energiei libere GIBBS din figura 3, forma polimorfă de rutil în vrac este mai stabilă termodinamic, decât forma polimorfă de anatas la toate temperaturile și presiunile [vezi Hanaor D.A.H., Sorrell C.C. Review of the anatase to rutile phase transformation. J Mater Sci 46, 855-874 (2011)77, doi:10.1007/sl 0853-010-5113-0].
De asemenea, primul strat al pigmentului anorganic cu funcția de catalizator activat de lumină (light-activated inorganic agents-LAIAs) este din T1O2 rutil sau anatas, de preferat forma polimorfă de rutil, deoarece ceilalți oxizi metalici semiconductor! nu pot participa la aceste reacții. ZnO este amfoter și în prezența unor soluții puternic bazice 7
RO 136026Α1
etapă obligatorie pentru formarea de centri activi - se transformă în zincați solubili de Zn, iar SiO2, sau WO3 ori AI2O3 sau alți oxizi metalici semiconductori nu prezintă centrii activi de oxigen pe suprafața lor. Reacțiile descrise în prezenta invenție sunt specifice numai moleculei de TiO2, care are o anumită specificitate proprie în formarea orbitalilor moleculari și permit desfășurarea reacțiilor descrise.
Primul strat reprezintă suportul co-activat al pigmentului anorganic cu funcția de catalizator activat de lumină.
într-un alt exemplu de realizare preferat din invenție, al doilea strat, care este numit fază de pseudo-perovskit bidimensională, este format la interfața moleculară a primului strat unde se inserează cationi de metale alcalino-pământoase, preferabil Ca2+ sau Ba2+, între octaedrele moleculare de TiO2 ce compun planul superficial al interfeței primului strat. Acești cationi de metale alcalino-pământoase împreună cu octaedrele moleculare de TiO2 între care sunt inserați vor realiza o structură anorganică feroelectrică de tip perovskit sau pseudo-perovskit de tip ABO3 sau Α2Β20ε unde anionul de tip „O” și cationul de tip „B” sunt reprezentate de anionii de oxigen și cationii de titan ai octaedrelor moleculare de TiO2 din compunerea planului superficial al interfeței primului strat, iar cationul de tip „A” este reprezentat de intruziunile de metale alcalino-pământoase, preferabil Ca2+ sau Ba2+, ce sunt coordinați la anionii „O” ai octaedrelor moleculare de TiO2 din compunerea planului superficial al interfeței primului strat.
La structurile de TiO2, rutil sau anatas, indiferent că sunt nanometrice sau vrac, doar metalele alcalino-pământoase de tip Ca2+ sau Ba2+ se pot insera între octaederele deTiO2 deoarece factorul de toleranță GOLDSCHMIDT, care este un indicator pentru stabilitatea și distorsiunea structurilor cristaline, este aproximativ 1 pentru BaTiO3 și de aproximativ 0,9 pentru CaTiO3. în mod natural cationii Ca2+ sau Ba2+ pot migra între octaedrele de TiO2 și unde vor forma legături coordinative cu anionii de oxigen ai acestor octaedre de TiO2. Intruziunea cationilor de Ca2+ sau Ba2+, din cauza forțelor de repulsie electrostatică, se poate realiza doar pe 1 maxim 2 straturi de TiO2 și vor forma cu aceste octaedre de TiO2 straturi bidimensionale de tip fază de pseudo-perovskit bidimensională, așa cum se vede în figura 6, care arată că au o structură apropiată de structura perovskitului.
Literatura de specialitate nu descrie faze bidimensionale formate la interfețele cristalelor de TiO2 unde între octaedre moleculare de TiO2 se intercalează în același plan cationi de metale alcalino-pământoase de Ca2+ sau Ba2+. Această descriere reprezintă un nou model de strat de fază bidimensională de perovskit.
RO 136026Α1
Se cunoște din literatura de specialitate că perovskitele pot fi structurate în straturi, formând structuri de tip ABO3 separate prin straturi subțiri de material intruziv. Aceste structuri sunt definite în literatura de specialitate astfel:
1. Faza AURIVILLIUS - stratul de intrare este compus dintr-un ion de bismut tip [Bi2O2]2+ care apare la fiecare η ABO straturi;
2. Faza DION - JACOBSON - stratul de intrare este compus dintr-un metal alcalin (M) la fiecare n ABO3 straturi, dând formula generală ca Μ+Α(η-ι)ΒηΟ(3η+ι), M fiind un cation diferit de B,
3. Faza RUDDLESDEN-POPPER - cea mai simplă dintre faze, stratul de intrare are loc între fiecare ( n = 1) sau mai multe ( n > 1) straturi ale ABO3.
în încă un exemplu de realizare preferat din invenție, al doilea strat este format din structuri anorganice feroelectrice de tip perovskit sau pseudo-perovskit de forma ABO3 sau Α2Β2θ6 unde între stratul superficial de octaederele moleculare de TiO2 sunt intercalați cationi de metale alcalino-pământoase, cationi ce sunt legați coordinativ de atomii de oxigen din vârfurile cristalelor octaedrice de TiO2 și care formează un strat cu o grosime de unu sau două cristale ortorombice sau pseudo-ortorombice, strat ce este numit fază de pseudo-perovskit bidimensională Α2Β20θ, asemănătoare perovskitului ABO3 unde anionul de tip „O” este dat de atomii de oxigen de la interfața nucleului de TiO2, iar cationiul de metal tranzițional tip „B” este reprezentat de atomii de titan de la interfața primul strat.
într-un exemplu de realizare și mai preferat, al doilea strat al pigmentului este format din structuri anorganice feroelectrice reprezentate de plăci bidimensionale de cristale moleculare octaedrice de TiO2 între care sunt intercalați cationi Ca2+ sau Ba2+, cationi ce sunt legați coordinativ de atomii de oxigen din vârfurile cristalelor octaedice de TiO2, și care formează un strat cu grosime de unu sau două octaedre moleculare, strat numit fază de pseudo-perovskit bidimensională, puternic aderent de suprafața primului strat și care este asemănător cu un perovskit sau pseudo-perovskit de forma ABO3 sau Α2Β20β unde anionul de tip „O” este dat de atomii de oxigen de la interfața primului strat de TiO2, iar cationiul de metal tranzițional tip „B” este reprezentat de atomii de titan de la interfața dintre primul și al doilea strat (interfața TiO2-perovskit sau pseudo-perovskit). Cationul de tip „A” este reprezentat din atomi de Calciu Ca2+ sau de Bariu Ba2+, care sunt legați coordinativ de atomii de oxigen din vârfurile cristalelor moleculare octaedrice de TiO2.
în încă un exemplu de realizare și mai preferat cationii metalelor alcalinopământoase sunt cationii de Ca2+ pentru că reacția este mai ușor de controlat decât în
RO 136026Α1 cazul Ba. Se preferă folosirea cationilor de calciu deoarece hidroxidul de calciu are o constantă de bazicitate pKb mai mare decât a hidroxidului de bariu și de aceea hidroxidul de calciu disociază în ioni mult mai ușor decât hidroxidul de bariu. Pentru Ca(OH)2 constanta de bazicitate pKb este de 1,37 (primul OH), 2,43 (al doilea OH), iar pentru hidroxidul de bariu constanta de bazicitate pKb este de 0,15 (primul OH), 0,64 (al doilea OH).
în încă un exemplu de realizare preferat, invenția se referă la un pigment anorganic cu funcția de catalizator activat de lumină unde structurile anorganice feroelectrice de tip perovskit sau pseudo-perovskit de tipul ABO3 sau Α2Β20θ conțin titan ca metal tranzițional de tip „B”, preferabil Titan rutil, și Calciu sau Bariu ca metal alcalino-pământos, preferabil Calciu, ca si cation de tip „A” și antonul „O” este Oxigenul.
într-un alt exemplu de realizare preferat din invenție, al treilea strat este format din clusterele nanometrice metalice unde metalul este selectat din Cu, Ag sau Au depuse pe structura celui de-al doilea strat.
într-un exemplu de realizare preferat în mod particular, clusterele metalice sunt formate din Cu deoarece reacția este extrem de ușor de controlat și este eficient din punct de vedere economic.
într-un exemplu de realizare preferat în mod particular, clusterele metalice unde metalul este selectat din Cu, Ag sau Au depuse pe structura celui de-al doilea strat au grosimea de la 1(unu) până la 5(cinci) atomi metalici dar nu mai mult de 1 nm grosime cu o lungime cuprinsă în intervalul de la 1 nm până la 50nm. Grosimea de 1 (unu) până la 5(cinci) atomi metalici dar nu mai mult de 1 nm este cea care face ca electronii clusterului să fie localizați doar la suprafața lui ceea ce face ca pigmentul anorganic din prezenta invenție să funcționeze ca și catalizator în absența luminii. Aceste clustere metalice sunt depuse pe faza de pseudoperovskit bidimensională care formează al doilea strat al pigmentului.
Pigmentul anorganic cu funcția de catalizator activat de lumină (light-activated inorganic agents-LAIAs), descris în prezenta invenție, are formă „micronizată” și nu este încadrat în clasa nanomaterialelor deoarece dimensiunile medii ale particulei micronizate sunt de ordinul dimensiunilor particulei de oxid metaloc semiconductor de TiO2, adică mai mici de 4 pm dar mai mari de 220 nm. Astfel, compozit sub formă pigment anorganic respectă normele internaționale care limitează folosirea compușilor cu dimensiuni nanometrice.
Substanțale solide de tipul pigmenților cristalini sunt molecule ordonate sub formă
RO 136026Α1 de cristal cu structură tridimensională de corp omogen, anizotrop, structură organizată prin aranjarea unităților structurale ale solidului (ioni, atomi, molecule) într-o ordine bine definită în trei dimensiuni. Această așezare ordonată are loc atât în cadrul unui grup limitat de unități structurale (ordine locală), cât și pe domenii întinse (ordine depărtată). Pentru aceeași formulă chimică, proprietățile caracteristice speciale precum lărgimea benzii interzise, efectele cuantice, suprafața specifică mare, reactivitate chimică, variază foarte mult cu dimensiunea particulelor. Din această cauză, în funcție de dimensiunea particulelor cristaline, substanțele solide pulverulente sunt împărțite în două mari categorii ce au proprietăți chimice diferite total diferite:
• nanomateriale - cu dimensiunea situate în nanoscală - 1 nm până la 10Onm;
• materiale vrac, micronizate cu dimensiuni de peste 100 nm, în general mai mari de 500 nm.
Proprietăților chimice ale materialelor pulverulente variază foarte mult în funcție de dimensiunile particulelor. Distribuția dimensională a unui material pulverulent trebuie să fie prezentată ca fiind distribuția dimensională în funcție de concentrația numărului de particule (adică numărul particulelor dintr-un anumit interval de mărime împărțit la numărul total al particulelor), nu în funcție de procentul masic al particulelor la scală nanometrică, ținând cont de faptul că un procent masic mic poate conține cel mai mare număr de particule.
Pigmentul anorganic cu funcția de catalizator activat de lumina (light-activated inorganic agents-LAIAs) din prezenta invenție este caracterizat prin aceea că proprietățile fizice și chimice ale acestuia generează, în mod surprinzător, o activitate fotocatalitică atunci când este iradiat cu radiație electromagnetică din întreg spectrul vizibil (400nm-700nm), dar are și activitate catalitică, bactericidă și virucidă la întuneric, în absența luminii. Pigmentul anorganic cu funcție de catalizator activat de lumină (lightactivated inorganic agents-LAIAs), descris de prezenta invenție, are formă „micronizată” și nu este încadrat în clasa „nanomaterialelor” deoarece dimensiunile medii ale particulei „micronizate” sunt de ordinul dimensiunilor particulei de TiO2, adică mai mici de 4 pm dar mai mari de 220 nm.
Prezenta invenție folosește o structura de oxizi metalici de tip perovskit ABO3, cu o formulă de tipul (XIIA2+ VIB4+ O2 3), unde cationul „A” este un metal alcalin sau alcalinopământos, cationul „B” este un metal tranzițional, „A” și „B” sunt doi cationi de dimensiuni diferite, atomii „A” sunt mai mari decât atomii „B”, așa cum se observă în figura 2:
. „O” este un anion care se leagă la amândoi cationii, anume este anionul de
RO 136026Α1 oxigen, . cationul „B” în coordonare de 6(VI) ori, înconjurat de un octaedru de anioni, anume cationul de titan al primului strat, . cationul „A” în coordonare cu octaedrică de 12(XII) ori.
Din punct de vedere al procesului fotocatalitic, compușii cu structură de perovskit oferă avantaje semnificative față de oxizii binari corespunzători, deoarece perovskitele oferă potențiale de margine de bandă favorabile, care să permită diverse reacții fotoinduse. în același timp, structurile de tip perovskit sau pseudo-peroskit sunt recunoscute ca având proprietăți feroelectrice.
Un efect sinergie al pigmentului anorganic din prezenta invenție rezultă din combinarea efectului feroelectric al perovskitelor cu efectul fotocatalitic al oxidului de metal semiconductor care duce la o creștere surprinzătoare a activității fotocatalitice.
însă, în cazul fotocatalizatorilor de oxid metalitic de tip perovskit sau pseudoperovskit, capacitatea de a utiliza lumina vizibilă este restricționată intrinsec de spațiile largi de bandă, care sunt cauzate de benzile cu valență scăzută care constau din orbitali „2p” ai oxigenului.
Prezenta invenție rezolva această problemă prin depunerea pe suprafața unui prim strat de TiO2, rutil sau anatas, a unor structuri de tip perovskit sau structuri de tip pseudoperovskit de forma ABO3 sau A2B2O6. în aceste structuri, anionul de tip „O” este dat de atomii de oxigen de la interfața primului strat de TiO2, iar cationiul de metal tranzițional tip „B” este reprezenta de atomii de titan de la interfața primului strat. Cationul de tip alcalinopământos de tip „A” este reprezentat din cationii de Calciu sau de Bariu ce se depun pe suprafața primului strat. în structura de perovskit/pseudo-perovskit descrisă în prezenta invenție, cationii metalici „B” - reprezentati de titan - sunt puternic legați de anionii de oxigen ai structurii perovskite/pseudo-perovskite. Cationul de metal tranzițional „B”, respectiv titanul, este responsabil pentru activitatea catalitică a perovskitei, iar rolul cationul de tip „A”, reprezentat de un metal alcalino-pământos, este de a stabiliza stările de oxidare neobișnuite ale cationilor B prin formarea controlată a posturilor libere de rețea cristalină, care duc la diferite performanțe catalitice surprinzătoare. Acest fenomen se mai poate defini și ca o co-activare a suportului de TiO2. Pe suprafața structurilor de tip perovskite sau pseudo-perovskite ABO3 sau A2B2O6 sunt depuse clustere metalice nanometrice de cupru, clustere ce induc un câmp electric în perovskite/pseudo-perovskite ce influențează stările electronice ale benziilor HOMO de valență perovskitice de ABO3, benzi de valență HOMO formate prin combinarea orbitalilor electronici ale atomilor de
RO 136026Α1 oxigen și de calciu din perovskit. Sub influența câmpului indus de clustererele metalice de cupru se obține ridicarea nivelului energiei electronilor din banda (HOMO) de valență 2p a atomilor de oxigen spre bandă de conducție (LUMO), reprezentă de orbitalii „d” liberi din atomii de titan. Influența câmpului electric indus de clusterul metalic cuplat cu perovskitul de ABO3 va avea ca rezultat scăderea diferenței energetice dintre cele două benzi (HOMO) și (LUMO) și se va putea realiza polarizarea pigmentului din prezența invenție de către câmpul electric al radiației electromagnetice din întreg spectrul vizibil urmat de fotoactivarea catalizatorului în tot spectrul vizibil.
Prezența cationilor metalelor alcalino-pământoase de Ca2+ sau Ba2+ între octaedrele de TiO2 și formarea de legături coordinative între anionii de oxigen ai TiO2 și aceste metale alcaline pământoase de Ca2+ sau Ba2+ va conduce la degenerarea electronilor din orbitalii moleculari 2p ce formează orbitalii HOMO al moleculei de TiO2. Câmpul electric generat de dipolii formați de clusterele nanometrice metalice va influența și mai mult delocalizarea acestor electroni de valență HOMO.
Atunci când pigmentul descris în acestă invenție este iradiat cu cuante de lumină din întreg spectrul vizibil, electronii delocalizați, sub influența modificări câmpului electric al dipolilor permaneți din clustere metalice vor fi expulzați și vor iniția o reacție catalitică sub influența luminii - reacție fotocatalitică.
Atunci când la suprafața pigmentului descris în prezenta invenție se adsoarbe o moleculă cu deficit de electroni, fenomen ce apare sub influența câmpului electric generat de dipolii formați de clusterele nanometrice metalice, electronii HOMO degenerați ce sunt delocalizați de câmpul electric generat de dipolii formați de clusterele nanometrice metalice, vor satisface deficitul de electroni ai moleculei adsorbite la suprafața pigmentului, inițiind o reacție chimică fără să fie iradiat de lumină - aici pigmentul are rol de catalizator, adică are efect catalitic în absența luminii.
într-un alt exemplu, invenția se referă la un procedeu de obținere al pigmentului anorganic cu funcția de catalizator activat de lumină care cuprinde următoarele etape:
a) la o soluție bazica de NaOH 1M se adaugă o cantitate de oxid metalic semiconductor selectat din TiO2, anatas sau rutil, preferabil rutil, unde raportul dintre masa de NaOH și masa de oxid metalic semiconductor este cuprins in intervalul de 1 la 8 părți pana la 1 parte la 10 părți in greutate și se agită bine, cel puțin 30 de minute, la temperatura camerei pentru decontaminarea suprafeței oxidului metalic semiconductor de eventualele impurități și pentru activarea centriilor de oxigen de la suprafața acestuia;
RO 136026Α1
b) la soluția agitata de la punctul (a) se adaugă o cantitate de M(OH)2 unde raportul dintre masa de M(OH)2 si oxid metalic semiconductor adaugat in etapa a) este cuprins in intervalul 1:5 parti in greutate pana la 1:10 parti in greutate, preferabil 1:5 parti in greutate, si agitarea se continuă pentru cel puțin 30 de minute;
c) se adauga la soluția din etapa anterioara o cantitate de M’X unde raportul dintre masa de M’X si oxid metalic semiconductor adaugat in etapa b este cuprins in intervalul 1 la 8 parti in greutate pana la 1 la 25 parti in greutate, preferabil 1 la 12 parti in greutate.
d) se continua agitarea soluției pentru cel puțin 15 minute la temperatura camerei, apoi se crește temperatura, sub agitare continuă, până la temperatura de fierbere a apei cu continuarea fierberii sub agitare până când volumul soluției scade la jumătate si soluția căpătă structura unei creme consistente.
e) se lașa produsul obtinut in etapa anterioara in repaus pentru 24 de ore pentru maturare.
într-un exemplu de realizare în mod particular, în procedeul de obținere al pigmentului din prezenta invenție:
- oxidul metalic semiconductor este TiO2, rutil sau anatas, preferabil rutil, cu constantă dielectrică mare caracterizat de o permitivitate relativă sr cuprinsa în intervalul 60-100, de folosință industrială cu dimensiunea cuprinsă în intervalul 220 nm până la 4 pm, preferabil in intervalul 220 nm până la 40 pm;
- M(OH)2 unde M este ales dintre Ca si Ba, preferabil Ca, și
- M’X unde selectat din CuSO4, AgNO3 sau AuNO3, preferabil CuSO4 într-un exemplu de realizare preferat in mod particular, se folosește AgNO3.
într-un alt exemplu de realizare și mai preferat, se folosește CuSO4 pentahidratat.
într-un exemplu de realizare preferat, clusterele nanometrice metalice depuse pe structura celui de-al doilea strat au grosimea de la 1(unu) până la 5(cinci) atomi metalici dar nu mai mult de 1 nm grosime cu o lungime cuprinsă în intervalul de la 1 nm până la 50nm, grosime care este responsabilă de activitatea catalitică în absența luminii, adică la întuneric într-un alt exemplu de realizare preferat în mod particular, invenția se referă la un procedeu de obținere al pigmentului anorganic cu funcția de catalizator activat de lumină din prezenta invenție care cuprinde următoarele etape:
a) la o soluție bazica de NaOH 1M se adaugă o cantitate de TiO2, rutil sau anatas, unde raportul dintre masa de NaOH și masa de TiO2 este cuprins in intervalul de 1
RO 136026Α1 la 8 părți pana la 1 parte la 10 părți in greutate și se agită bine, cel puțin 30 de minute, la temperatuira camerei pentru decontaminarea suprafeței de TiO2 de eventualele impurități și pentru activarea centriilor de oxigen de la suprafața TiO2;
b) la soluția agitata de la punctul (a) se adaugă o cantitate de Ca(OH)2 unde raportul dintre masa de Ca(OH)2 si TiO2 adaugat in etapa a) este cuprins in intervalul 1:5 parti in greutate pana la 1:10 parti in greutate, preferabil 1:5 parti in greutate, si agitarea se continuă pentru cel puțin 30 de minute;
c) se adauga la soluția din etapa anterioara o cantitate de CuSO4 pentahidratat unde raportul dintre masa de CuSO4 si TiO2 adaugat in etapa b este cuprins in intervalul 1 la 8 parti in greutate pana la 1 la 25 parti in greutate, preferabil 1 la 12 parti in greutate.
d) se continua agitarea soluției pentru cel puțin 15 minute la temperatura camerei, apoi se crește temperatura, sub agitare continuă, până la temperatura de fierbere a apei cu continuarea fierberii sub agitare până când volumul soluției scade la jumătate si soluția căpătă structura unei creme consistente.
e) se lașa produsul obtinut in etapa anterioara in repaus pentru 24 de ore pentru maturare.
Procedeul de obținere conform invenției este o tehnologie prietenoasă pentru mediu care nu generează deșeuri periculoase pentru mediu, este ușor de realizat cu costuri de producere scăzute.
Stratul de perovskit/pseudo-perovskit se formează folosind un procedeu de impregnare umedă și o reacție de schimb electrochimie, prin care se realizează depunerea de cationi de metale alcalino - pământoase, în special de Ca2+. Dintre metalele alcaline de grupă principală II se poate folosi și Ba2+, dar se preferă folosirea calciului pentru că este reacția este mai ușor de controlat. Aceste procedeu se realizează în trei etape.
ETAPA / - Pregătirea suprafeței - în această etapa se amestecă masa de reacție de oxid metalic semiconductor selectat din TiO2 rutil sau anatas, de preferat rutil, cu o soluție bazică de NaOH 1 M cu pH 14. Raportul raportul dintre masa de NaOH și masa de TiO2 este cuprins in intervalul de 1 la 8 părți până la 1 parte la 10 părți in greutate. Soluția de NaOH are un dublu rol anume, decontaminează și curăță de impurități suprafața de cristal de TiO2 și activează centrii de oxigen de pe suprafața cristalului de TiO2.
Figura 4 arată diagrama Pourbaix pentru o soluție apoasă de titan, la un pH puternic bazic oxidul de titan are tendința de a forma combinații complexe de hidroxititanați. Atomii de oxigen de la suprafața cristalului de TiO2 au afinitate chimică față de
RO 136026Α1 grupările hidroxil OH cu care formează legături de hidrogen. Grupările de OH se atașează prin legături de hidrogen de centrii de oxigen de pe suprafața cristalului de TiO2. Ca atare, pe suprafața cristalului de TiO2 apare o interfață electrochimică de tip strat dublu electric (prescurtat SDE) la limita de separare dintre suprafața cristalului de TiO2 (care este similară unui electrod) și un electrolit care în acest caz este soluția bazică de NaOH formată din cationi de Na+ și anioni de OH. Primul strat ionic este încărcat negativ și este format de anioni de OH care aderă puternic la suprafața de TiO2 prin legăturile de hidrogen realizate cu atomii oxigen. Acest strat determină prin efect Columbian apariția celui de al doilea strat încărcat pozitiv de cationii de Na+, strat ce are polaritate opusă în zona adiacentă primului strat de OH, conform principiilor electrochimie! de compensare a sarcinilor, așa cum se vede în figura 5.
ETAPA II - Realizarea structurilor de tip perovskit/pseudO'perovskit - în această etapă, pe suprafața primului strat de TiO2 are loc formarea de structuri de perovskit de tip ABO3. în structurile perovskite cele mai simple, de tip ABO3, cationul „B” este un metal tranzițional, în acest caz titanul, iar cationul „A” este un metal alcalinopământos, Ca sau Ba, preferabil Ca. Prezenta invenție descrie și un procedeu prin care se depune pe suprafața cristalului de TiO2 un cation alcalino- pământos și care va forma o structura simplă de perovskit de tip ABO3 cu atomii de titan și oxigen de la suprafața cristalului de TiO2.
Procesul de formare a structurilor de tip perovskit/pseudo-perovskit pe suprafața cristalului de TiO2 se derulează astfel. Se adaugă în soluția din etapa a) o soluție de Ca(OH)2, unde raportul între masa de Ca(OH)2 și masa de TiO2 introdus în reacție este de 1:5 părți în greutate până la 1:10 părți în greutate. Deși hidroxidul de calciu Ca(OH)2 este relativ insolubil în apă, fiind considerat un electrolit greu solubil, având un produs de solubilitate(sau constantă de echilibru de solubilitate) de Ksp de 5,5 χ 10-6, este de preferat să se lucreze cu o soluție de Ca(OH)2 deoarece constanta de disociere acidă este suficient de mare încât soluțiile de Ca(OH)2 avem reacția de disociere acido-bazică:
Ca(OH)2 -> Ca2+ + 2OH constituie o clasificare a metalelor din punct de vederea activității electrochimice. Conform seriei de activitate a metalelor Beketov-Volta, cationii de Ca2+ și de Ba2+ sunt mai reactivi decît cationii de Na+ și au capacitatea de a substitui cationul de Na+ din soluții prin reacții de schimb ioni. Ca atare în stratul dublu electric de la suprafața particulelor de TiO2 cationii de Na+ vor fi înlocuiți cu cationi de Ca2+ (sau de Ba2+ dacă se lucrează cu bariu), cationi Ca2+ și de Ba2+ având un caracter electropozitiv mai accentuat decât sodiul.
RO 136026Α1
Urmează apoi o reacție de deshidratare termică. Sub inflența temperaturii are loc eliminarea apei, iar cationii de calciu din stratul dublu electric de la suprafața particulei de TiO2 se leagă coordinativ cu atomii de oxigen și de titan de la suprafața cristalului și se formează o celulă elementară de perovskit de CaTiO3 așa cum se vede în figura 6 (vezi figura din anexă).
Factorii care favorizează formarea de structuri elementare de perovskit de CaTiO3 sau pseudo-perovskit de tip Ca2Ti20e pe suprafața primului strat sunt:
- în cazul materialelor în vrac, la interfața suprafeței reale are loc schimbarea structurii benzii electronice de la materialul vrac la vid fapt ce implică formarea de noi stări electronice care sunt numite stări de suprafață, stări ce sunt caracterizate de apariția dipolilor de suprafață. în acest caz, din punct de vedere termodinamic precursorul poate avea un grad de libertate mai redus și va fi reținut pe suportul cristalin și transformat în particula metalică în urma unor tratamente termochimice.
- calciul are un puternic caracter electropozitiv și afinitate pentru orbitali ce conțin electroni neparticipanți, va atrage electronii neparticipanți 2d de la atomii de oxigen de pe suprafața cristalului de TiO2 de care se va lega coordinativ
- dimensiunea celulei elementare de CaTiO3 care are o constantă de rețea aproape identică cu cea de TiO2. De asemenea factorul de toleranță Goldschmidt în cazul în care se folosește calciu are valoare de aproape 0,9, ideal în cazul structurilor de perovskit.
Prin eliminarea termică a apei, cationul de calciu, legat prin atracție columbiană? de grupările hidroxil de pe suprafața cristalului de TiO2, pierd grupările hidroxil și se coordinează cu atomii de oxigen. Creșterea temperaturii determină creșterea entalpiei sistemului și va conduce la ruperea legăturile de hidrogen dintre grupările hidroxil din stratul de la interfață și atomii de oxigen de pe suprafața cristalului de TiO2; iar atomi de oxigen se leagă coordinativ cu cationii de calciu. Calciu are un puternic caracter electropozitiv și afinitate pentru orbitali ce conțin electroni neparticipanți, va atrage electronii neparticipanți 2d de la atomii de oxigen de pe suprafața cristalului de TiO2, se va lega coordinativ cu acești atomi de oxigen și astfel va forma cu atomii de titan și de oxigen o celulă elementară de perovskit tip CaTiO3. Acest tip de aranjament este un material bidimensional (2D), iar sistemul este cuantic limitat în direcția perpendiculară pe planul materialului și prezintă un moment dipol electric static, proprietate piroelectrică care implică orbitalii de 3d ai metalului de tranziție dar și orbitalii 2p ai atomului de oxigen care se coordinează cu cationii de calciu. Ca aranjament se formează structuri de straturi cu grosime de unu sau două cristale octaedre anorganice feroelectrice, straturi ce apar ca
RO 136026Α1 plăci bidimensionale de cristale moleculare octaedrice de T1O2 între care sunt intercalați cu cationi calciu Ca2+, cationi de Ca2+ legați coordinativ de atomii de oxigen din vârfurile cristalelor ortorornbice de TiO2. Acest strat este numit fază de pseudoperovskit, fiind puternic aderentă de suprafața primului strat și este asemănător cu un perovskit tip ABO3 unde anionul de tip „O” este dat de atomii de oxigen de la interfața primului strat format din TiO2, iar cationiul de metal tranzițional tip „B” este reprezentat de atomii de titan de la interfața primului strat-al doilea strat. Cationul de tip „A”este format din atomi de Calciu Ca2+ care sunt legați coordinativ de atomii de oxigen din vârfurile cristalelor moleculare octaedrice de TiO2.
ETAPA III - formarea stratului de clustere nanometrice metalice unde metalul este selectat din Cu, Ag și Au, preferabil Cu, depuse pe stratul bidimensional de perovskit/pseudo-perovskit. Acest ultim strat are rolul de a genera un câmp plasmonic de suprafață. Aceste clustere nanometrice metalice, formează o joncțiune de tip metaldieletric semiconductor cu suprafața cristalelor de perovskit/pseudo-perovskit de tip joncțiunea Schottky. Această joncțiune tip Schottky are rolul de a forma un dipol electric, dipol electric ce va genera atât un câmp electric ce degenerează electronii legăturii coordinative de Calciu și oxigen din perovskit, cât și polaritonii plasmonici de suprafață SPP ) sub forma de unde electromagnetice care se deplasează de-a lungul interfețe metal - dielectric perovskit/pseudo-perovskit.
Această joncțiune se caracterizează prin generarea la nivelul ei a perechilor de electron-goluri, unde golurile sunt sarcini pozitive, sub formă de cationi metalici de forma M2+ imobili în structura de cluster, iar sarcina negativă este dată de electronii liberi delocalizați sub formă de nor electronic la suprafața clusterului. Deci joncțiunea Schottky va polariza interfața cluster-perovskit și va genera un moment de dipol electric al interfeței, moment de dipol însoțit atât de apariția unui câmp electric permanent localizat la nivelul interfeței joncțiunii Schottky cât și de apariția fenomenului de rezonanță plasmonică de suprafațată sub influența unui câmp electric extern, respectiv sub influența câmpul electric al radiației electromagnetice din domeniul vizibil. Câmpul electric caracterizat de existența unor perechi de electron-goluri se poate deplasa numai de-a lungul suprafeței clusterului și formează benzile de absorbție polarizate de-a lungul axelor de simetrie ale cristalului. De aceea, aceste perechi de electroni goluri pot funcționa ca o suprafața catalitică pentru reacțiile chimice, unde se pot adsorbi specii chimice cu electroni liberi la golurile din cluster, se activează aceste specii chimice și se pot realiza reacții catalizate de aceaste interfețe cluster - perovskit.
RO 136026Α1
Câmpul electric generat de dipolul format la interfața joncțiunea Schottky dintre cluster și perovskit va degenera electronii din orbitalii 2p ce formează legătura coordinativă calciu - oxigen a structurii de perovskit. De aceea oscilațiile electromagnetice generate de fenomenului de rezonanță plasmonică de pe suprafața clusterului, fenomen ce apare sub incidența câmpului electric al radiațiilor luminoase din domeniul vizibil, va conduce la excitarea electronilor degenerați 2p ai oxigenului din legătura coordinativă perovskit calciuoxigen și să migreze din banda de valență în banda de conducție LUMO reprezentată de orbitali liberi 3d ai atomilor de titan, generând un răspuns fotocatalitic sub acțiunea luminii din domeniul vizibil.
Este preferată folosirea cuprului datorită faptului că acesta este un bun conducător de electricitate, are stabilitate chimică și este ușor de polarizat. în figura 7 ce reprezintă diagrama Pouboix pentru cupru se observă că în soluții foarte bazice cupru se poate depune sub formă de metal. Se folosește un procedeu de depunere sol gel, folosindu-se o bază insolubilă de cupru - hidroxidul de cupru - ce se prepară in situ. Ionii de cupru sunt atrași de dipolii de la suprafața oxidului, iar la temperatură Cu(OH)2 se descompune și formează straturi nanometrice de cupru pe suprafața structurilor bidimensionale de perovskit de CaTiOg. Depunerea clusterelor de cupru se poate evidenția în figura 8. S-a făcut analiza unei probe de pigment cu un un microscop electronic de baleiaj Hitachi SU 8230 echipat cu detector EDX Oxford. în imaginea a) și b) se evidențiază clusterul de cupru depus pe straturile bidimensionale de perovskit/pseudo-perovskit.
Se formează astfel o structură cu trei staturi: primul strat de TiO2, al doilea strat stratul bidimensional de perovskit/pseudo-perovskit CaTiO3 și al treilea strat clusterele nanometrice metalice (vezi figura 1).
Prin procedeul descris în prezenta invenție se obține un pigment anorganic cu funcția de catalizator activat de lumină (light-activated inorganic agents-LAIAs), cu funcția de fotocatalizator și catalizator (în absența luminii) format dintr-un suport co-activat relativ inert (particulele de TiO2), particule care asigură suportul pentru structuri nanometrice perovskite/pseudo-perovskite pe care sunt depuși clustere nanometrice metalice.
în joncțiunea Schottky metal-semiconductor, formată de către structura perovskită cu nanoparticulele metalice, are loc de fapt interacțiunea dintre semiconductor și câmpurile electrice induse de rezonanță plasmonică de suprafață localizată puternică (LSPR), cauzată de fenomenele electromagnetice în câmpul apropiat la nanostructura metalică. După ce foto-excită nanostructurile plasmonice, câmpul electromagnetic este
RO 136026Α1 amplificat de mai multe ordine de mărime în nanostructuri. Aceste câmpuri create sunt eterogene spațial; iar la suprafața nanostructurii, intensitatea câmpului este cea mai mare. La 20-30 nm de la suprafață, intensitatea câmpului experimentează o scădere exponențială cu distanța. Dincolo de 30 nm, intensitatea câmpului scade liniar cu distanța. Astfel, un semiconductor ar putea interacționa cu un câmp electric puternic suficient la câțiva nanometri distanță de nanostructurile plasmonice foto-excitate. De aceea, aceste câmpuri electrice plasmonice care apar la nivelul acestor situsuri perovskite pot influența și genera perechi electro-goluri și în masa de cristal pur de T1O2, amplificând procesul de fotocataliză.
Soluția concentrată de pigment anorganic cu funcția de catalizator activat de lumină (light-activated inorganic agents-LAIAs) obținut prin procedeul descris de prezenta invenție poate fi folosită ca atare și adăugată în diferite compoziții cu un domeniu larg de aplicabilitate industrială.
Soluția concentrată de pigment anorganic cu funcția de catalizator activat de lumină (light-activated inorganic agents-LAIAs) obținut prin procedeul descris de prezenta invenție poate fi uscată și calcinată în cuptoare de calcinare la o temperatură de 200°C 300°C timp de 3-4 ore. Masa de substanță uscată obținută după calcinare este măcinată până la granulația dorită în mori cu bile. Această etapă de calcinare este folosită atunci când se dorește obținerea unei pulberi pentru a fi introduse în diferite materiale de construcții sau pentru obținerea de compuși polimerici cu proprietăți fotacatalitice relizați pe bază de rășini organice dizolvate în solvenți organici.
Pulberea obținută după etapa de măcinare poate fi folosită la fel ca si soluția în diferite compoziții pentru a le îmbunătății efectul bactericid.
Acest procedeu de obținere este foarte avantajos pentru ca materia prima este ieftină si este ușor de procurat.
Un alt avantaj al procedeului este acela că se obțin randamente foarte bune de aproximativ 40% de pigment anorganic cu funcția de catalizator activat de lumină (lightactivated inorganic agents-LAIAs) comparativ cu procedeele folosite in stadiul tehnicii care pleaca de la precursori sau care duc la obținerea de nanoparticule cu randamente foarte scăzute, de aproximativ 5-10%.
Inca un avantaj al procedeului este acela că nu rezultă compuși toxici, astfel că acest procedeu de obținere poate fi considerat ca făcând parte din chimia verde.
Inca un avantaj al procedeului este acela că se obține un pigment anorganic industrial cu funcția de catalizator activat de lumină (light-activated inorganic agents20
RO 136026Α1
LAIAs) pe bază de TiO2 rutil care este un compus ieftin și ușor de procurat în industrie. Aproximativ 80% din consumul mondial de TiO2 este T1O2 forma rutil.
Este un procedeu simplu care duce la obținerea produsului util cu randament mare (aproximativ 40%). De asemenea, un alt avantaj important este acela că reacția este ușor de controlat. Se pot folosi pentru al treilea strat si ionii de Au, Ag, dar Cu este preferat deorece este ieftin și are un caracter electropozitiv mai accentuat decât Au și Ag. Nu se recomandă folosirea altor cationi de metale tranziționale de tip Ni, Fe, V, Cr, Co, metale tranziționale care și ele au orbitale d neocupate, dar aceste metale sunt în seria de activitate a metalelor Beketov-Volta înainte hidrogenului, și nu pot forma clustere pe suprafața straturilor de perovskit.
Se recomandă ca raportul dintre masa de metal depusă sub formă de clustere nanometrice și masa de oxid metalic semiconductor să fie 1:8 până la 1:25 părți în greutate, preferabil 1:12 părți în greutate.
într-un alt exemplu, invenția se referă la diferite formulări care conțin ca ingredient activ pigmentul conform invenției selectate din orice compoziție potrivita pentru acoperirea suprafețelor cu rol decorativ sau de protecție. într-un exemplu de realizare preferat în mod particular, formulările sunt selectate din vopseluri, rășină, mase plastice polimerice, glazuri ceramice sau ceramice industriale.
Un alt obiect al prezentei invenții este furnizarea unor formulări de care să cuprind ca ingredient activ pigmentul cu funcția de catalizator de tip agent anorganic activat de lumină (light-activated inorganic agents-LAIAs) conform invenției. Aceste formulări se obțin prin adăugarea soluțiilor de pigment descris de invenție în aceste diverse formulări.
într-un exemplu de realizare preferat, pulberea de pigment anorganic cu funcția de catalizator activat de lumină (light-activated inorganic agents-LAIAs) dar și în absența luminii poate fi înglobată în diverse compoziții ca, dar fără a fi limitate la, vopseluri, sau orice compoziție de acoperire a suprafețelor cu rol decorativ sau de protecție, rășină, mase plastice polimerice, glazuri ceramice, sau ceramice industriale.
într-un alt exemplu, invenția se referă la materiale de construcții care cuprind ca ingredient activ pigment anorganic cu funcția de catalizator activat de lumina dar și în absența luminii descris de invenție, materiale de construcții selectate din gleturi, betoane, mortare, ciment, hârtie sau cartoane plastifiate sau neplastificate, membrane de protecție polimerice și bituminoase, membrane de acoperire cu rol de autocurațare, asfalt sau mixturi asfaltice sau bituminoase, dale de construcție cu rol de autocurațare sau material de umplutură, unde compozitul de pigment descris în prezenta invenție este folosit ca
RO 136026Α1 ingredient sub forma de pulberi de adaos în aceste materiale și cărora le conferă proprietăți catalitice dătorită funcției catalitice specifice acestui compozit de pigment descris în prezenta invenție. Avantajul acestor noi materiale de construcții este acela că acestea au proprietăți catalitice în întreg domeniul spectral vizibil datorită funcției catalitice specifice, ele fiind active fotocatalitic sub influența luminii din întreg spectrul vizibil.
într-un alt exemplu, invenția se referă la produse cosmetice care cuprind ca ingredient activ pigmentul anorganic cu funcția de catalizator activat de lumina dar și în absența luminii descris de prezenta invenție selectate din clasa de produse dermatologice cu efect antibactericid prin aplicare pe piele. într-un exemplu de realizare preferat în mod particular, produsele cosmetice sunt selectate din creme, unguente, suspensii, soluții apoase unde compozitul de pigment descris în prezenta invenție este folosit ca ingredient în aceste produse cosmetice. Avantajul acestor noi produse cosmetice este acela că acestea au proprietăți catalitice în întreg domeniul spectral vizibil dar și în absența luminii.
într-un alt exemplu de realizare preferat, soluția concentrată de pigment anorganic cu funcția de catalizator activat de lumină (light-activated inorganic agents-LAIAs) dar și în absența luminii conform invenției poate fi incorporată în produse cosmetice cu efect bactericid sau cosmetice, inclusiv cele pentru protecție solară.
Un alt obiect al prezentei invenții se referă la o metodă de distrugere a factorilor patogeni care cuprinde aplicarea unei formulări care conține ca ingredient activ pigmentul descris de prezenta invenție pe suprafața care se dorește a fi igienizată. Acestă metodă este extrem de ușor de aplicat, ea cuprinzând următoarele etape: - aplicarea pe suprafața care se dorește a fi igienizată, și
- opțional, expunerea acesteia la radiația luminoasă din domeniul vizibil sau la întuneric. TESTE SI DETERMINĂRI
Teste pentru determinarea eficienței fotocatalice
Pentru a se dovedi eficacitatea noului pigment anorganic cu funcția de catalizator, așa cum este descris în prezenta invenție, s-au făcut teste de eficiență fotocatalitică. O mostră de pigment preparat conform invenției a fost supusă unor teste pentru determinarea activitatii fotocatalitice utilizând o metoda interna dezvoltată pe baza standardului DIN 52980:2008-10 “Photocatalytic activity of surfaces - Determination of photocatalytic activity by degradation of methylene blue”, respectiv ISO 10678 - 2010 “The determination of photocatalytic activity of surfaces in an aqueous medium by degradation of methylene blue. Datele experimentale au demonstrat că mostra analizată prezintă activitate fotocatalitică atât la iradiere exclusiv cu lumină din domeniul UV apropiat, cât și
RO 136026Α1 la iradiere exclusiv cu lumină din domeniul vizibil, după cum urmează:
• la iradiere cu lumina din domeniul ultraviolet apropiat (300-400 nm), manifestată prin decolorarea unei soluții apoase de Albastru Metilen de concentrație 20 mg/L, cu o activitate fotocatalitică specifică medie Pmb = 3,15 x 10'5 mol/m2h;
• la iradiere cu lumina din domeniul vizibil (400-800 nm), manifestată prin decolorarea unei soluții apoase de Albastru de Metilen de concentrație 20 mg/L, cu o activitate fotocatalitică specifica medie Pmb = 0,46 x 10'5 mol/m2h;
• la iradiere cu lumina arc-xenon, manifestată prin decolorarea unei soluții apoase de Albastru de Metilen de concentrație 20 mg/L, cu o activitate fotocatalitică specifică medie Pmb = 0,64 x 10’5mol/m2h
Sursele de iluminare folosite la fotoexcitare au fost: A) pentru domeniul ultraviolet : lampa UV OSRAM HQE 40 (spectru de emisie in domeniul 300 nm< Ă < 420 nm, cu o iradianta E = (20 ± 0,5) W / m2 (măsurată la nivelul probei testate); B) pentru domeniul vizibil : proiectoare LED (spectru de emisie exclusiv in domeniul 400 nm < λ < 800 nm, cu o iradianta E = (15 ± 0,5) W / m2 (măsurată la nivelul probei testate) și C) pentru domeniul UV-Vis (lumina solara simulata): lampa cu arc-xenon ATLAS NXe 2000 HE (spectru de emisie exclusiv in domeniul 300 nm < λ < 800 nm, cu o iradianta E = (42 ± 0,5) W / m2 (măsurată la nivelul probei testate). S-a folosit o soluție de albastru de metilen 10ppm.
După iradierea mostrei cu lumina din domeniul vizibil, s-au recoltat 1 mL de soluție de albastru de metilen și s-a măsurat absorbanța soluției. Măsurătorile s-au făcut în etape de 30 de minute. în anexa se prezintă graficul absorbanței soluței de albastru de metilen începând cu momentul t = 0 până la decolorarea completă a soluției, respectiv timp de 180 minute. Momentul t=0 prezintă absorbția maximă a soluției de albastru de metilen de concentrație de 20 ppm la începutul experimentului. Pe măsura ce se derulează experimentul, are loc o reacție fotocatalitică la iradierea mostrei cu lumină vizibilă. Reacția fotocatalitică generează specii reactive ce acționează asupra moleculelor de metilen și ca urmare a acestor reacții scade concentrația soluției de albastru de metilen. Măsurătorile efectuate din 30 în 30 de minute ne arată cum scade concentrația soluției de albastru de metilen și ne permit să evaluam viteza reacțiilor fotocatalitice inițiate la suprafața pigmentului. în figura 10 se redau rezultatele măsurătorii spectrale a activității fotocatalitice și se prezintă rezultatele înregistrate pentru absorbanța soluției de albastru de metilen. Se observa că după 210 minute soluția de albastru de metilen s-a decolorat complet ca urmare a reacțiilor fotocatalitice.
Pigmentul descris de prezenta invenție prezintă un efect fotocatalitic îmbunătățit,
RO 136026Α1 având activitate fotocatalitică pe întreg spectrul vizibil 400nm-700nm. Fotoexcitarea se face pe întreg spectrul vizibil. în figura 9 se prezintă rezultatul înregistrării absorbției luminii în funcție de reflectanța înregistrată pentru o mostra de pigment LAIAs comparativ cu o mostră de T1O2 anatas și una de T1O2 rutil, ambele de proveniență industrială. Pentru măsurători s-a folosit un spectrofotometru SPECORD 250 - 222P108.
Teste de spectroscopie XPS
Pe o mostră de pigment anorganic cu funcția de catalizator activat de lumina, descris în prezenta invenție, s-au făcut teste de spectroscopie de fotoelectroni de raze X (X-ray Photoelectron Spectroscopy - XPS) pentru a se confirma structura pigmentului obținut. în figura 11 se prezintă spectre XPS obținute pentru o mostra de agent anorganic activat de lumină unde în caseta A este prezentat spectrul pentru Ca2p, în caseta B este prezentat spectrul pentru Cu 2p, în caseta C este prezentat spectrul pentru O 1s și în caseta D este prezentat spectrul pentru TI2p. Din analiza spectrului pentru Cu 2p se observa picurile Cu 2p3/2, sateliții Cu 2+ (picurile la ~ 940eV si 942 eV) si Cu 2p1/2. La Cu2p3/2 peak-ul cel mai intens de la 931.99eV indica prezenta cuprului metalic, iar din amplitudini reiese ca este o componentă metalică de cupru, depusă la suprafața mostrei. 01 s are o componentă principală la 529.22 eV dar și una mai mică la 530.49 eV, și coroborat cu picurile de Ti2p și de Ca2p deducem că pe suprafața pigmentului sunt formațiuni de CaTiO3 de perovskit.
Exemplu de realizare specific
Pigmentul sub formă de pigment anorganic cu funcția de catalizator activat de lumină (light-activated inorganic agents-LAIAs) obținut prin aceast procedeu este un pigment anorganic industrializabil de tip vrac (bulk), de folosință industrială așa cum este definit în conformitate cu ISO 591-1: 2000, cu activitate fotocatalitică în întreg domeniul spectral vizibil, dar și activitate catalitică în lipsa luminii, datorită fenomenului de polarizare la suprafață. El poate fi încorporat în diferite formulări pentru a produce diferite produse ce primesc astfel activitate fotocatalitică în domeniul vizibil. Pigment anorganic cu funcția de catalizator activat de lumină (light-activated inorganic agents-LAIAs) poate fi introdus prin tehnologiile clasice în vopseluri, diferite compoziții de rășini, ceramice, polimeri de acoperire, diferite materiale de construcție precum mortare, ciment, chituri, gleduri, asfalt, produse cosmetice sau de îngrijire a pielii, în general în orice produs în care se adaugă oxizi metalici semicondutori de tip ΊΠΟ2 ca agent de umplutură sau pigment de umplutură, într-un exemplu de realizare specific, care este redat doar ilustrativ fără a limita în niciun fel prezenta invenție, procedeul de obținere al pigmentului anorganic cu funcția de
RO 136026 Α1 catalizator activat de lumina dar și în absența luminii cuprinde următoarele etape:
1. se prepară o soluție de soluție bazică de NaOH 1M prin adăugarea de 60kg de NaOH la 1500 litri de apă distilată.
2. în soluția de la punctul 1 se adaugă 500 kg de TiO2 rutil, Pigment alb 6 (PW6) industrial, produs comercial TYTANPOL®- Titanium dioxide.
3. Soluția se agită bine, cel puțin 30 de minute, la temperatuira camerei pentru a se obține decontaminarea suprafeței de TiO2 de eventualele impurități și de a activa cenții de oxigen de la suprafața TiO2.
4. După 30 de minute de agitare se adaugă 100 kg Ca(OH)2 și se continuă agitarea timp de minim 30 de minute.
5. După minim 30 de minute de agitare, se adaugă în soluția de la punctul (3) o masă 40 de kg de sulfat de cupru pentahidrat industrial CuSO4*5H2O. Soluția astfel formată se agită timp de cel puțin 15 minute și apoi se crește temperatura, sub agitare continuă, până la temperatura de fierbere a apei de 100 de grade Celsius.
6. Se continuă fierberea sub agitare până când volumul soluției scade la jumătate, iar soluția căpătă structura unei creme consistente. După fierbere soluția se lasă timp de 24 de ore să se matureze, se fac verificările de calitate ale produsului (activitate fotocatalitică, pH, vâscozitate, granulație) și apoi se introduce în procesul de fabricație.
într-un alt exemplu de realizare specific, care este redat doar ilustrativ fără a limita în niciun fel prezenta invenție, procedeul de obținere al pigmentului anorganic cu funcția de catalizator activat de lumina se poate realiza folosind săruri de argint sau aur.
Procedeul de obținere al pigmentului anorganic cu funcția de catalizator activat de lumina cuprinde următoarele etape:
1. se prepară o soluție de soluție bazică de NaOH 1M prin adăugarea de 60kg de NaOH la 1500 litri de apă distilată.
2. în soluția de la punctul 1 se adaugă 500 kg de TiO2 rutil, Pigment alb 6 (PW6) industrial, produs comercial TYTANPOL® - Titanium dioxide.
3. Soluția se agită bine, cel puțin 30 de minute, la temperatuira camerei pentru a se obține decontaminarea suprafeței de TiO2 de eventualele impurități și de a activa cenții de oxigen de la suprafața TiO2.
4. După 30 de minute de agitare se adaugă 100 kg Ca(OH)2 și se continuă agitarea timp de minim 30 de minute.
5. După minim 30 de minute de agitare, se adaugă în soluția de la punctul (3) o masă
RO 136026Α1 de kg de azotat de argint AgNO3. Soluția astfel formată se agită timp de 15 minute și apoi se crește temperatura, sub agitare continuă, până la temperatura de fierbere a apei de 100 de grade Celsius.
6. Se continuă fierberea sub agitare până când volumul soluției scade la jumătate, iar soluția căpătă structura unei creme consistente. După fierbere soluția se lasă timp de 24 de ore să se matureze, se fac verificările de calitate ale produsului (activitate fotocatalitică, pH, vâscozitate, granulație) și apoi se introduce în procesul de fabricație.
Claims (12)
- Revendicări1 .Un pigment anorganic cu funcția de catalizator activat de lumină dar și în absența luminii care cuprinde:- un prim strat alcătuit dintr-un oxid metalic semiconductor selectat din TiO2, rutil sau anatas, preferabil rutil, cu constantă dielectrică mare caracterizat de o permitivitate relativă sr cuprinsa în intervalul 60-100, de folosință industrială cu dimensiunea cuprinsă în intervalul 220 nm până la 4 pm, preferabil in intervalul 220 nm până la 40 pm,- un al doilea strat numit strat pseudo-perovskit bidimensional care este format din structuri anorganice feroelectrice de tip perovskit sau pseudo-perovskit de forma ABO3 sau A2B2O6, si- un al treilea strat format din clustere nanometrice metalice care sunt depuse pe structura celui de-al doilea strat.
- 2 .Pigmentul anorganic conform revendicării 1 unde al doilea strat numit strat fază de pseudo-perovskit bidimensională, este format din octaedre moleculare de TiO2, ce compun planul superficial al interfeței primului strat, între care se inserează cationi de metale alcalino-pământoase, preferabil Ca2+ sau Ba2+, care formează structură anorganică feroelectrică de tip perovskit sau pseudo-perovskit de tip ABO3 sau A2B2O6 unde anionul de tip „O” și cationul de tip „B” sunt reprezentate de anionii de oxigen și cationii de titan ai octaedrelor moleculare de TiO2 din compunerea planului superficial al interfeței primului strat, iar cationul de tip „A” este reprezentat de intruziunile metalelor alcalino-pământoase, preferabil Ca2+ sau Ba2+, care sunt coordinați la anionii „O” ai octaedrelor moleculare de TiO2 din compunerea planului superficial al interfeței primului strat.
- 3 .Pigmentul anorganic conform oricăreia dintre revendicările precedente unde structurile anorganice feroelectrice de tip perovskit sau pseudo-perovskit de tipul ABO3 sau A2B2O6 conțin Titan ca metal tranzițional de tip „B”, preferabil Titan rutil,Calciu sau Bariu ca metale alcalino-pământoase, preferabil Calciu, ca si cation de tip „A” și anionul „O” este Oxigenul.
- 4 .Pigment anorganic conform oricăreia dintre revendicările precedente unde al treilea strat este format din clustere nanometrice metalice de Cu, Ag sau Au, preferabil Cu, care sunt depuse pe structura celui de-al doilea strat.
- 5 .Pigment anorganic conform revendicării 4 unde clusterele metalice depuse pe structura celui de-al doilea strat au grosimea de la 1 (unu) până la 5(cinci) atomi metalici dar nu mai mult de 1 nm grosime cu o lungime cuprinsă în intervalul de la 1 nm până la 50nm.
- 6 . Un procedeu de obținere al pigmentului anorganic cu funcția de catalizator activat de lumină dar și în absența luminii din revendicările 1-5 care cuprinde următoarele etape:a) la o soluție bazica de NaOH 1M se adaugă o cantitate de oxid metalic semiconductor selectată din TiO2, anatas sau rutil, preferabil rutil, unde raportul dintre masa de NaOH și masa de oxid metalic semiconductor este cuprins in intervalul de 1 la 8 părți pana la 1 parte la 10 părți in greutate și se agită bine, cel puțin 30 de minute, la temperatuira camerei pentru decontaminarea suprafeței oxidului metalic semiconductor de eventualele impurități și pentru activarea centriilor de oxigen de la suprafața acestuia;b) la soluția agitata de la punctul (a) se adaugă o cantitate de M(OH)2 unde raportul dintre masa de M(OH)2 si oxid metalic semiconductor adaugat in etapa a) este cuprins in intervalul 1:5 parii in greutate pana la 1:10 parti in greutate, preferabil 1:5 parti in greutate, si agitarea se continuă pentru cel puțin 30 de minute;c) se adauga la soluția din etapa anterioara o cantitate de M’X unde raportul dintre masa de M’X si oxid metalic semiconductor adaugat in etapa b este cuprins in intervalul 1 la 8 parti in greutate pana la 1 la 25 parti in greutate, preferabil 1 la 12 parti in greutate.d) se continua agitarea soluției pentru cel puțin 15 minute la temperatura camerei, apoi se crește temperatura, sub agitare continuă, până la temperatura de fierbere a apei cu continuarea fierberii sub agitare până când volumul soluției scade la jumătate si soluția căpătă structura unei creme consistente.e) se lașa produsul obtinut in etapa anterioara in repaus pentru 24 de ore pentru maturare.
- 7 . Procedeul de obținere al pigmentului anorganic din revendicarea 6 unde:- oxidul metalic semiconductor este TiO2, rutil sau anatas, preferabil rutil, cu constantă dielectrică mare caracterizat de o permitivitate relativă sr cuprinsa în intervalul 60-100, de folosință industrială cu dimensiunea cuprinsă în intervalul 220 nm până la 4 pm, preferabilRO 136026Α1 in intervalul 220 nm până la 40 pm;- M este ales dintre Ca si Ba, preferabil Ca, și- M’X unde selectat dintre CUSO42', Ag NO3' sau Au NOs’, preferabil CUSO42.
- 8 .Procedeul de obținere al pigmentului anorganic din revendicările 6-7 unde clusterele nanometrice metalice depuse pe structura celui de-al doilea strat au grosimea de la 1 (unu) până la 5(cinci) atomi metalici dar nu mai mult de 1 nm grosime cu o lungime cuprinsă în intervalul de la 1 nm până la 50nm.
- 9 .Formulări care cuprind pigmentul anorganic cu funcția de catalizator activat de lumină dar și în absența luminii conform oricăreia dintre revendicările precedente selectate din orice formulare potrivită pentru acoperirea suprafețelor cu rol decorativ sau de protecție, preferabil din vopseluri, rășină, mase plastice polimerice, glazuri ceramice, sau ceramice industriale.
- 10 .Materiale de construcții care cuprind pigmentul anorganic cu funcția de catalizator activat de lumina dar și în absența luminii conform oricăreia dintre revendicările precedente selectate din gleturi, betoane, mortare, ciment, hârtie sau cartoane plastifiate sau neplastificate, membrane de protecție polimerice și bituminoase, membrane de acoperire cu rol de autocurațare, asfalt sau mixturi asfaltice sau bituminoase, dale de construcție cu rol de autocurațare sau material de umplutură, pulberi de adaous cărora le conferă proprietăți catalitice.
- 11 .Produse cosmetice care cuprind pigmentul anorganic cu funcția de catalizator activat de lumina dar și în absența luminii conform oricăreia dintre revendicările precedente selectate din clasa de produse dermatologice cu efect antibactericid prin aplicare pe piele, preferabil creme, unguente, suspensii, soluții apoase.
- 12 . O metoda distrugere a factorilor patogeni care cuprinde aplicarea unei formulări care conține ca ingredient activ pigmentul din oricare din revendicările 1-6 care cuprinde următoarele etape:- aplicarea formulării pe suprafața care se dorește a fi igienizată- și opțional, expunerea acesteia la radiația luminoasă din domeniul vizibil sau în absenta luminii.
Priority Applications (9)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RO202100176A RO136026A1 (ro) | 2021-04-15 | 2021-04-15 | Pigment anorganic cu funcţia de catalizator activat de lumină |
| PCT/RO2022/050005 WO2022220702A2 (en) | 2021-04-15 | 2022-04-13 | Inorganic pigment with the function of light activated catalyst |
| KR1020237039286A KR20230171466A (ko) | 2021-04-15 | 2022-04-13 | 광 활성 촉매의 기능을 갖는 무기 안료 |
| EP22728687.9A EP4322749A2 (en) | 2021-04-15 | 2022-04-13 | Inorganic pigment with the function of light activated catalyst |
| US18/553,794 US20240081335A1 (en) | 2021-04-15 | 2022-04-13 | Inorganic pigment with the function of light activated catalyst |
| JP2023563280A JP2024514269A (ja) | 2021-04-15 | 2022-04-13 | 光活性触媒の機能を有する無機顔料 |
| IL307675A IL307675A (en) | 2021-04-15 | 2022-04-13 | An inorganic pigment with a light-activated catalyst function |
| AU2022257951A AU2022257951A1 (en) | 2021-04-15 | 2022-04-13 | Inorganic pigment with the function of light activated catalyst |
| CA3216525A CA3216525A1 (en) | 2021-04-15 | 2022-04-13 | Inorganic pigment with the function of light activated catalyst |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RO202100176A RO136026A1 (ro) | 2021-04-15 | 2021-04-15 | Pigment anorganic cu funcţia de catalizator activat de lumină |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RO136026A1 true RO136026A1 (ro) | 2022-10-28 |
Family
ID=81975344
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RO202100176A RO136026A1 (ro) | 2021-04-15 | 2021-04-15 | Pigment anorganic cu funcţia de catalizator activat de lumină |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20240081335A1 (ro) |
| EP (1) | EP4322749A2 (ro) |
| JP (1) | JP2024514269A (ro) |
| KR (1) | KR20230171466A (ro) |
| AU (1) | AU2022257951A1 (ro) |
| CA (1) | CA3216525A1 (ro) |
| IL (1) | IL307675A (ro) |
| RO (1) | RO136026A1 (ro) |
| WO (1) | WO2022220702A2 (ro) |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU676299B2 (en) | 1993-06-28 | 1997-03-06 | Akira Fujishima | Photocatalyst composite and process for producing the same |
| IT1286492B1 (it) | 1996-08-07 | 1998-07-15 | Italcementi Spa | Legante idraulico con migliorate proprieta' di costanza di colore |
| JP4736267B2 (ja) * | 2001-08-08 | 2011-07-27 | 住友金属鉱山株式会社 | 可視光域でも触媒活性を有する光触媒 |
| US7449245B2 (en) | 2002-07-09 | 2008-11-11 | Leibniz-Institut Fuer Neue Materialien Gemeinnuetzige Gmbh | Substrates comprising a photocatalytic TiO2 layer |
-
2021
- 2021-04-15 RO RO202100176A patent/RO136026A1/ro unknown
-
2022
- 2022-04-13 IL IL307675A patent/IL307675A/en unknown
- 2022-04-13 JP JP2023563280A patent/JP2024514269A/ja active Pending
- 2022-04-13 WO PCT/RO2022/050005 patent/WO2022220702A2/en active Application Filing
- 2022-04-13 CA CA3216525A patent/CA3216525A1/en active Pending
- 2022-04-13 US US18/553,794 patent/US20240081335A1/en active Pending
- 2022-04-13 AU AU2022257951A patent/AU2022257951A1/en active Pending
- 2022-04-13 EP EP22728687.9A patent/EP4322749A2/en active Pending
- 2022-04-13 KR KR1020237039286A patent/KR20230171466A/ko unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20240081335A1 (en) | 2024-03-14 |
| KR20230171466A (ko) | 2023-12-20 |
| WO2022220702A2 (en) | 2022-10-20 |
| EP4322749A2 (en) | 2024-02-21 |
| IL307675A (en) | 2023-12-01 |
| WO2022220702A3 (en) | 2022-12-15 |
| AU2022257951A1 (en) | 2023-11-02 |
| JP2024514269A (ja) | 2024-03-29 |
| CA3216525A1 (en) | 2022-10-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Najafian et al. | Fabrication of nanocomposite photocatalyst CuBi2O4/Bi3ClO4 for removal of acid brown 14 as water pollutant under visible light irradiation | |
| Xiao et al. | One-pot facile synthesis of cerium-doped TiO2 mesoporous nanofibers using collagen fiber as the biotemplate and its application in visible light photocatalysis | |
| Tsai et al. | Synthesis of a SnO2/TNT heterojunction nanocomposite as a high-performance photocatalyst | |
| Aysin et al. | Silver-loaded TiO2 powders prepared through mechanical ball milling | |
| Kumar et al. | Enhancement in the photocatalytic activity of Bi2Ti2O7 nanopowders synthesised via Pechini vs Co-Precipitation method | |
| Peng et al. | General synthesis and optical properties of monodisperse multifunctional metal-ion-doped TiO2 hollow particles | |
| Yang et al. | Novel approach for preparation of three-dimensional BiOBr/BiOI hybrid nanocomposites and their removal performance of antibiotics in water | |
| Goodall et al. | Structure–property–composition relationships in doped zinc oxides: enhanced photocatalytic activity with rare earth dopants | |
| JPH1095617A (ja) | 板状酸化チタンおよびその製造方法ならびにそれを含有してなる日焼け止め化粧料、樹脂組成物、塗料組成物、吸着剤、イオン交換剤、複合酸化物前駆体 | |
| Raja et al. | Visible light driven photocatalytic activity of palladium nanoparticles assisted potassium niobate microrods | |
| Miljević et al. | Molybdenum doped TiO2 nanocomposite coatings: visible light driven photocatalytic self-cleaning of mineral substrates | |
| Carvalho et al. | Effect of processing variables on the photocatalytic properties of ZnO thin films prepared using the polymeric precursor method | |
| Stoyanova et al. | Mechanical milling of hydrothermally obtained CaTiO3 powders—morphology and photocatalytic activity | |
| Laokul et al. | Preparation of AgBr decorated ZnO/ZnS nanocomposite for photocatalytic and antibacterial applications | |
| Cruz‐Yusta et al. | Metal oxide nanomaterials for nitrogen oxides removal in urban environments | |
| Mane et al. | Photocatalytic degradation of methyl red using CeO2, TiO2 and CeO2-TiO2 nanocomposite | |
| Althomali et al. | Various methods for the synthesis of NiTiO3 and ZnTiO3 nanomaterials and their optical, sensor and photocatalyst potentials: A review | |
| RO136026A1 (ro) | Pigment anorganic cu funcţia de catalizator activat de lumină | |
| JP5750662B2 (ja) | 酸化セリウムナノ粒子−ゼオライト複合体、その製造方法および紫外線遮蔽材としての利用 | |
| JP2013180901A (ja) | 粒状複合粒子及びその製造方法 | |
| Wang et al. | Synthesis and characterization of fibrous SrTiO3 particles | |
| Grabis et al. | Preparation and properties of photocalysts in ZnO/TiO2 system | |
| RO135306A1 (ro) | Pigmenţi anorganici industriali modificaţi cu suprafaţa decorată cu clusteri formaţi din ioni ai metalelor tranziţionale de tip d, pro- cedeu pentru obţinerea acestora, compoziţii care îi conţin şi utilizările lor | |
| Ali et al. | Preparation, characterization and optical properties of copper oxide nanoparticles via auto-combustion method | |
| Pookmanee et al. | Titanium Dioxide Doped with Nitrogen Nanopowder Prepared by Hydrothermal Method |