Opis projektu Wramach projektu podjęto działania, mające na celu

Nr wniosku: 150259, nr raportu: 7593. Kierownik (z rap.): dr hab. inż. Beata Anna Tryba
Opis projektu
Wramach projektu podjęto działania, mające na celu ocenę fotokatalitycznej aktywności
dostępnych na rynku farb o działaniu fotokatalitycznym. Do badań wybrano 4 farby o kolorze
białym, zawierające nanokrystaliczny TiO2, produkowane przez firmę Pigment w Pyrzycach,
koło Szczecina. Były to farby organiczne, LX – lateksowa oraz IN – akrylowa, przeznaczone
do malowania powierzchni wewnętrznych oraz farby silikatowe – mineralne, FA – fasadowa
oraz DR – drogowa, do pokryć zenętrznych. W opisie producenta była informacja, że farby te
mają zdolności samooczyszczające i mogą usunąć, lub rozłożyć szereg różnych
zanieczyszczeń gazowych, tj. dym tytoniowy, SO2, CO, NOx, aldehydy, alkohole,
węglowodory alifatyczne i aromatyczne. W przeprowadzonych badaniach dokonano oceny
wpływu składu i struktury farby na jej zdolności fotokatalityczne, jako modelowe
zanieczyszczenie wybrano benzo[a]piren (BaP), który jest przedstawicielem
wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych, powstaje jako produkt niecałkowitego
spalania i jest powszechnie obecny w zurbanizowanych obszarach. Dowiedziono, że BaP
ulega rozkładowi fotokatalitycznemu na powierzchni farb fotokatalitycznych, jako związki
przejściowe występują pochodne benzenu oraz liczna grupa długołańcuchowych
weglowodorów alifatycznych. Fotokatalityczny rozkład BaP jest najbardziej efektywny pod
wpływem promieniowania UV, ale światło emitowane przez lampę fluorescencyjną, które
zawiera zaledwie 4,2 W/cm2 UV-A jest wystarczające do rozkładu BaP, chociaż proces ten
jest około 2-3 razy wolniejszy niz pod wpływem promieniowania UV-A o natężeniu 424
W/cm2. Sprawdzono, że rozkład BaP zachodzi najbardziej efektywnie w warunkach małej
wilgotności względnej, do 20% oraz jest nieco wydajniejszy w wyższej temperaturze, tj. 4050oC. Farby organiczne posiadają zdecydowanie lepszą aktywność w kierunku rozkładu BaP,
ponieważ są bardziej hydrofobowe, co sprzyja adsorpcji związków organicznych na ich
powierzchni i ogranicza adsorpcję wody. Zaadsorbowana woda reaguje z reaktywnymi
dziurami elektronowymi i jest to konkurencyjna reakcja do utleniania BaP. Farby
nieorganiczne zawierają dużą ilość porowatego CaCO3, co działa niekorzystnie, ponieważ
zaadsorbowany na ich powierzchni BaP nie ulega fotokatalitycznemu rozkładowi. Zbadano,
że prawie 100% promieniowania UV jest absorbowane przez cienki film, w farbach
organicznych o małej porowatości jest to warstwa o grubości około 9 m, natomiast w
farbach silikatowych, grubość ta wynosi około 21 m.
Zatem pokrycie ścian cienką warstwą fotokatalitycznej farby może zredukować stężenie BaP
w powietrzu. Pomieszczenie to może być oświetlane sztucznym światłem, np. lampą
fluorescencyjną.
Producenci farb fotokatalitycznych powinni być ukierunkowani na otrzymywanie farb o
powierzchniach hydrofobowych, a naukowcy powinni skupić uwagę na preparatykę
fotokatalizatora do farb fotokatalitycznych, który posiada dużą zdolność tworzenia i separacji
reaktywnych nośników ładunku.