Интерьерная краска Titanium IN – процесс фотокатализа и вирусы

Но что такое фотокатализ на самом деле? Что такое фотокатализаторы?  

На эти вопросы ответил проф. Кандидат наук. инженер Антони Моравски с кафедры неорганических химических технологий и экологической инженерии Западно-Поморского технологического университета в Щецине.

– Согласно определению – фотокатализ – это изменение скорости химической реакции или ее инициирование под действием ультрафиолетового и/или видимого излучения в присутствии вещества (фотокатализатора), поглощающего излучение и обеспечивающего окислительно-восстановительное химическое реакция, протекающая на поверхности, например, между кислородом воздуха и адсорбированными загрязнителями, которые также могут быть патогенными микроорганизмами. Гидроксильные радикалы, образующиеся на поверхности фотокатализатора, обладают более высоким окислительным потенциалом, чем озон, что важно для дезинфекции.

Это новое открытие? Может быть, его еще недостаточно проверили?

– Способность диоксида титана (TiO 2 ) действовать как фотокатализатор известна уже несколько десятилетий (точнее, с 1921 года). Но эта особенность не особо ценилась в течение многих лет. Интерес к использованию фотокаталитических свойств TiO 2 вновь возник, когда в 1972 году Фудзисима и Хонда опубликовали статью о фотоэлектролизе воды. Вскоре эта деятельность стала использоваться как для окисления загрязняющих веществ, очистки сточных вод, очистки питьевой воды, так и для очистки воды. для промышленной мойки овощей. Для обеззараживания воздуха использовались фильтры с покрытием из диоксида титана. Многие последующие исследования продемонстрировали полезность фотокатализа для дезинфекции воды, включая уничтожение бактерий. Обнаружены потенциальные возможности уничтожения раковых клеток. Однако новым является использование преимуществ TiO 2 в лакокрасочных покрытиях.

А как насчет вирусов? Сейчас это такая актуальная тема.

– В последнее время было много публикаций на эту тему. Например, в своей работе «Фотокаталитическая инактивация вируса гриппа тонкой пленкой диоксида титана» японцы продемонстрировали инактивацию вируса гриппа фотокатализом с использованием наночастиц TiO ₂ (R. Nakano, H. Ishiguro, Y. Yao, J. Kajioka, A. Фудзисима, К. Сунада, М. Миношима, К. Хашимото, Ю. Кубота - «Фотохимическая и фотокаталитическая наука», 2012).

Аналогично, в работе по уничтожению вируса гриппа H1N1 с помощью нового фотокаталиста, вызванного видимым светом при флуоресцентном свете (Sei-Young Choi Bongrae Cho- «Исследование вируса», 2018), было подтверждено, что фотокутизер на основе Tio ₂ с добавлением переходных металлов (железо, магнит и железный, железный, магнитный и железный, магний и железный, железной и железный, железной и железный, железной и железный, железный, магний и железный, железный и железный. Марганец) показали противовирусное влияние на вирус гриппа H1N1. Во время испытаний вирус был устранен в более чем 99% в течение 30 минут. Как указано: « Было бы желательно использовать этот фотокаталист для дезинфекции, чтобы уменьшить передачу вируса капли и аэрозолями, а также контактом поверхности ». ral et al _{платине} - 99,8% инактивации этого вируса.

Обширные исследования в другой работе провели также Р. Накано, М. Хара, Х. Исигуро, Ю. Яо, Т. Отиаи, К. Наката, Т. Мураками, Дж. Кадзиока, К. Сунада, К. Хасимото, А. Фудзисима, Ю. Кубота ( Микробицидная активность фотокатализа TiO ₂ – катализаторы широкого спектра действия, 2013). Среди прочего изучали грамположительные бактерии, например, устойчивый к метициллину Staphylococcus aureus устойчивый к ванкомицину Enterococcus faecalis Streptococcus pneumoniae , которые легко инактивировались фотокатализом, в то время как некоторые грамотрицательные бактерии, например, Escherichia coli и Pseudomonas aeruginosa были устойчивые ко многим препаратам, постепенно дезактивировались. Вирус гриппа (вирус с оболочкой) и калицивирус кошек (вирус без оболочки) также были инактивированы в ходе испытаний.

Приведенные выше исследования (и многие другие) убедительно подтверждают, что фотокатализаторы являются эффективным методом борьбы со многими вредными патогенами, и интенсивные работы в этом направлении ведутся во всем мире.

Вы упомянули, что окрашенные стены могут помочь защитить ваше здоровье? Разве это не ошибка?

– Поверхности, загрязненные микроорганизмами, представляют угрозу для живущих среди них людей. Пылевые клещи, бактерии, вирусы и плесень скапливаются на стенах и мебели. Это приводит к астме, аллергии и инфекциям. Это касается как жилых помещений, так и медицинских учреждений. Обширная информация, доступная в литературе, демонстрирует эффективность фотокаталитического TiO ₂ в дезактивации различных микроорганизмов, включая бактерии, вирусы, грибы и дрожжи.

Инфекционные заболевания, вызываемые устойчивыми к противомикробным препаратам бактериями, становятся одной из основных проблем применения антибиотиков во всем мире. Выживание этих микроорганизмов на медицинских поверхностях и устройствах приводит к передаче внутрибольничных заболеваний. Считается, что внутрибольничные патогены являются причиной многих смертей.

Во всем мире разрабатывается множество передовых технологий для снижения микробной нагрузки в больничных условиях. Постоянно разрабатываются новые стратегии предотвращения сопутствующих инфекций, в том числе: гигиенические процедуры с использованием новых жидких биоцидов или бесконтактных технологий, покрытие дезинфицирующих поверхностей металлами (медь, серебро) или активируемыми светом катализаторами, такими как наночастицы TiO. ₂.

Проблемы, связанные с инфекциями в здравоохранении и ростом распространения бактерий, устойчивых к противомикробным препаратам, побуждают ученых исследовать эту область нанотехнологий и фотокатализа как новый источник улучшения больничной гигиены.

Также было обнаружено, что материалы, инертные в своей основной форме, являются реакционноспособными, когда присутствуют в форме наночастиц, а в случае диоксида титана активность выше в УФ и видимом излучении. Ожидается, что фотокатализаторы будут широко использоваться против многих вредных патогенов.

Использование превосходного фотокаталитического эффекта TiO ₂ с генерацией на поверхности сильного окислителя в виде гидроксильного радикала является технологически осуществимой технологией, а его производство в промышленных масштабах относительно просто и недорого.

Самый простой и в то же время очень эффективный способ – покрасить стены и потолки краской, содержащей фотокатализатор.

 Но не вредны ли такие меры? Для человека окружающая среда?

– В случае традиционных методов, например дезинфекции соединениями хлора, это связано с появлением канцерогенных побочных продуктов дезинфекции Cl ₂ . Изменения в правилах качества воды привели к большему вниманию к альтернативным механизмам дезинфекции. Использование озона довольно хлопотно из-за необходимости иметь недорогой генератор озона и очень короткого «жизни» озона (короткого периода полураспада), что не обеспечивает постоянной защиты окружающей среды.

Диоксид титана TiO ₂ в строительных материалах (стенах, потолках, полах и т. д.) естественно менее вреден для окружающей среды. Фотоактивные материалы адсорбируют на своей поверхности загрязняющие вещества и микроорганизмы, а затем инактивируются или разлагаются на углекислый газ и воду под воздействием УФ-излучения и видимого излучения, доступного даже в обычных осветительных лампочках. Фотоактивные материалы не выделяют в окружающую среду токсичных побочных продуктов (как типичные химические препараты) и обеспечивают эффективную и непрерывную дезинфекцию окружающей среды.

Как мы можем использовать эти открытия в нашей повседневной жизни? Если такие поверхности, стены и потолки, покрытые фотокаталитическими красками, эффективны в здравоохранении, будут ли они работать и в жилых помещениях? Могут ли они помочь снизить уровень заражения в квартирах?

– Фотокаталитические поверхности могут быть супергидрофильными, то есть вода растекается по поверхности, позволяя смывать грязь, например, в коммерческих целях, используемых для производства самоочищающихся окон (например, San Gobain Bioclean™, Pilkington Active™ и Sunclean™) и подобных стеклянных покрытий. для ламп освещения туннелей. Конечно, это прозрачные покрытия.

Фотокатализатор можно использовать для покрытия стен, столов и других поверхностей для уменьшения инфекций, связанных с заражением через непрямой контакт. Настенная плитка (плитка и затирка), покрытая TiO ₂ , также является эффективным самоочищающимся и дезинфицирующим материалом. Заражение вирусами гриппа, распространяющимися воздушно-капельным путем (при кашле, чихании), можно ограничить в помещении путем адсорбции их на фотоактивных поверхностях.

Поэтому покрытие стен и потолков краской, содержащей фотокатализатор, позволяет эффективно ограничить распространение микроорганизмов, в том числе патогенных, как представлено выше в кратком списке описаний литературы.

Не слишком ли сложны в использовании такие фотокаталитические продукты?

– Фотокаталитические краски просты в использовании. Они не требуют использования специальных технологий нанесения или специального оборудования. Покрытия наносятся традиционными методами, с помощью кисти, валика или распылителя. Поскольку они водорастворимы, проблем с запахом также нет, и оборудование можно мыть водой.

Автор текста — ПИГМЕНТ, производитель фотокаталитических красок с торговым названием ТИТАН. Приглашаем вас ознакомиться с нашим предложением на Titanium IN , теперь по новой, более низкой цене.