Postulerede effekter TiO 2. Selvrensende og NOx Opsugende overflader Fup eller Fakta? TiO2 Lotus-effekt

Transkript

1 Selvrensende og NOx Opsugende overflader Fup eller Fakta? TiO2 Lotus-effekt Postulerede effekter TiO 2 Selvrensende overflader - Renholder overflader for snavs og begroning Luftrensning - Nedbryder VOC, NOx, etc. Vandrensning - Nedbryder organiske molekyler f.eks. aromater, chlorerede forbindelser A: Beton med TiO 2 B: Beton uden TiO 2 1

2 Fotokatalyse TiO 2 TiO 2 Fri radikaler Cement/Beton - Produkter Italcementi cement iblandet TiO 2 (Millenium TX) Mitshubishi belægningssten med toplag med TiO 2 (NOxer pavers) Maxit puds og maling (Airfresh) Andre? Patenter er der en del af.. Teknologien er brugt på solenergiceller, vinduesglas og vejafstribning 2

3 Nitrøse gasser NO og NO 2 (+NH 3 ) NH 3 og NO kan oxideres til NO 2 NO 2 er den farligste af de tre gasser - Grænseværdi = 4 mg/m³ - kan nedsætte lungefunktionen samt lungernes modstandsevne mod infektioner. NO 2 kan oxideres, men kun hvis vand og ilt er tilstede: 4NO 2 + 2H O 2 4H + + 4NO 3- (salpetersyre!) Reaktionen forløber spontant ved fremstilling af salpetersyre.! NOx nedbrydning princip Nedbrydning af beton 3

4 Nitrøse gasser NO og NO 2 (og NH 3 ) Hvad omdannes den forsvundne NO til? NO 2? HNO 3? Halveringstid 2 timer Gennemsnit opholdstid af luft ved jorden er 1-3 minutter Dårlig reaktor PICADA EU-project (Italcementi) NO 2 nedbrydningsforsøg på TI Reduktion i NO 2 koncentration med tid målt med Drägerrør af typen Nitrous Fumes 0.5/a (0-10ppm) and Nitrogen Dioxide 0.5/c (0-25ppm) NO 2 Concentration (%) Time (min) titandioxid Titandioxid - UV UV-lys light gray Gråbeton concrete UV-lys - light titandioxid - IR light Titandioxid IR-lys gray concrete - IR light Gråbeton IR-lys titandioxid - no light Titandioxid Mørke gray concrete - no light Grå beton - Mørke 4

5 DRY MOIST 5

6 DRY MOIST TiO 2 nedbrydning af VOC Formaldehyd Ammoniak Tilsvarende for Acetaldehyd og butanol CO 2 koncentrationen stiger med tiden Forsøg udført i eksikator med glasplader belagt med TiO 2 -holdig overfladebehandling Norsk betondag

7 TiO 2 nedbrydning af VOC TiO 2 TiO 2 Tilsvarende for Acetaldehyd og butanol Forsøg udført i eksikator med glasplader belagt med TiO 2 -holdig overfladebehandling Norsk betondag 2005 TiO 2 Nedbrydning af farvestof Reference Reference + UV 50 nm TiO 2 50 nm TiO 2 + UV 7

8 TiO 2 på overfladen - SEM Reference TiO 2 50 nm TiO nm TiO nm Udfordring på facade Kan TiO 2 også klare en nordvendt facade i en periode uden specielt meget sollys? 8

9 Kontaktvinkel 10% TiO 2 Reference Non-carbonated Carbonated Lotusblomsten Altid ren Nubret overfladen med µm mellem nubrer Voks krystaller, 200 nm 2 µm Super-hydrofob Selvrensende egenskaber Elektronmikroskop af lotus blad (Dr. W. Barthlott, Bonn University) 9

10 Lotus-effekt For α 0 o For α > 160 o Totalt hydrofil Totalt hydrofob Surface [2] α Lotusblomsten: Kombinationen af voks og struktur giver superhydrofobe egenskaber som gør overfladen selvrensende Lotus-effekt Glat Structuret hydrofil hydrofob Kan en superhydrofob betonoverflade fremstilles? 10

11 Konklusioner TiO 2 : Selvrensende betonoverflader Måske Nedbrydning af NOx Ja. Men af signifikant betydning? Nedbrydning af VOC Ja. Lotus: Selvrensende betonoverflader Ja.. Men kan man fremstille en struktureret overflade kommercielt? 11