Диоксид титана плюс солнечный свет означает чистый воздух
Диоксид титана (двуокись титана, ТiО2) — синтетический неорганический пигмент белого цвета, получаемый гидролизом растворов сернокислого титана с последующим прокаливанием гидратированной двуокиси титана. Это хорошо известно химикам-технологам.
В настоящее время в зависимости от кристаллической структуры различают две формы промышленно выпускаемой двуокиси титана: Р (рутильную) и А (анатазную). Пигментная двуокись титана не обладает токсичным раздражающим воздействием, не выделяет в окружающую среду токсичных веществ и не оказывает при непосредственном контакте влияния на организм человека. Она пожаро- и взрывобезопасна, разрешена к перевозке любым видом транспорта. ТiО2 широко применяется в качестве белого пигмента в лакокрасочной промышленности, в производстве синтетических волокон, пластмасс, резиновых изделий, искусственных кож, пленочных материалов, керамических диэлектриков, термостойкого и оптического стекла, белой эмали, в качестве компонентов обмазки электродов для электросварки и покрытий литейных форм. И это также отлично знают специалисты соответствующих отраслей. Однако несколько лет назад началась новая история диоксида титана.
В рамках шведско-финского проекта стоимостью $1,7 млн шведский строительный гигант Skanska начал разработку новых сортов самоочищающегося бетона и других строительных материалов, покрытых фотохимическими катализаторами, призванными очищать от загрязнений и сами стены, и воздух в городах. В качестве такого катализатора выступает диоксид титана, который под воздействием ультрафиолетовых лучей разлагает многие вредные вещества (например, окиси азота), а также уничтожает бактерии. Исследования и промышленные внедрения в данной области оказались возможными с развитием нанотехнологии, так как каталитические свойства диоксида титана проявляются наиболее активно только тогда, когда он нанесен очень тонким слоем — в виде микроскопических частиц. В ряде стран (Япония, Италия, Франция) уже есть примеры зданий, внешние стены которых (бетон, керамическая плитка) имеют покрытие из диоксида титана. На поверхность керамической плитки фабрики Gambarelli, выпускаемой под торговой маркой Ideal Standard, нанесен слой TiO2, служащего катализатором. Под влиянием солнечных лучей на поверхности плитки образуется активный кислород, который доокисляет опасные для здоровья оксиды — NO, NO2, CО. По данным итальянских исследователей, 1 м2 такой плитки способен за 8 часов очистить до 72 м3 воздуха. Стоимость этой плитки — около $100 за 1 м2. Шведы же полагают, что пришла пора активного внедрения этого фотокатализатора в городское строительство, и намерены продвинуть исследования в данной области, а главное — серийно выпускать такие стройматериалы.
Несмотря на более высокую цену, а также на невыгодное соотношение между огромными массами воздуха и сравнительно небольшими площадями, покрытыми катализатором, первые опыты показали: эффект все же есть. Особенно заманчивым выглядит строительство из бетона, очищающего воздух, автомобильных тоннелей. Поэтому Евросоюз выделил на дальнейшие исследования в данной области, к которым, кроме Skanska, подключено еще немало фирм, $2,27 млрд. В данной связи представляет интерес британский проект Elegant Embellishments, объединивший усилия ряда ученых, дизайнеров и химиков из разных компаний и организаций. Авторами проекта предлагается устанавливать на стенах зданий, опорах мостов и просто на тротуарах большие панели с покрытием, созданным компанией Millenium Chemicals. Основу этого покрытия составляет диоксид титана — фотокатализатор, разлагающий ядовитые оксиды азота и летучие органические соединения в присутствии солнечного ультрафиолета и атмосферной влаги. Трехмерная плитка, разработанная авторами Elegant Embellishments, должна, по их замыслу, не только очищать городской воздух, но и выполнять декоративные функции. Именно поэтому ей придали такую замысловатую форму. К тому же, такой дизайн способствует увеличению суммарной поверхность изделия, что способствует большей производительности очистителя. Плитка была разработана в ответ на требования EU Clean Air Strategy (евростратегии чистого воздуха), направленной на сокращение загрязненности атмосферы в городах. Несколько позже та же компания Millenium Chemicals вывела на рынок еще один продукт, в котором применяются мельчайшие частицы диоксида титана, — очищающую городской воздух краску для наружных работ. Наконец, можно вспомнить о современных сплит-системах, в которых уже достаточно часто применяются фильтры с диоксидом титана, которые точно так же очищают воздух под действием ультрафиолетового излучения.
Сергей ЗОЛОТОВ
В рамках шведско-финского проекта стоимостью $1,7 млн шведский строительный гигант Skanska начал разработку новых сортов самоочищающегося бетона и других строительных материалов, покрытых фотохимическими катализаторами, призванными очищать от загрязнений и сами стены, и воздух в городах. В качестве такого катализатора выступает диоксид титана, который под воздействием ультрафиолетовых лучей разлагает многие вредные вещества (например, окиси азота), а также уничтожает бактерии. Исследования и промышленные внедрения в данной области оказались возможными с развитием нанотехнологии, так как каталитические свойства диоксида титана проявляются наиболее активно только тогда, когда он нанесен очень тонким слоем — в виде микроскопических частиц. В ряде стран (Япония, Италия, Франция) уже есть примеры зданий, внешние стены которых (бетон, керамическая плитка) имеют покрытие из диоксида титана. На поверхность керамической плитки фабрики Gambarelli, выпускаемой под торговой маркой Ideal Standard, нанесен слой TiO2, служащего катализатором. Под влиянием солнечных лучей на поверхности плитки образуется активный кислород, который доокисляет опасные для здоровья оксиды — NO, NO2, CО. По данным итальянских исследователей, 1 м2 такой плитки способен за 8 часов очистить до 72 м3 воздуха. Стоимость этой плитки — около $100 за 1 м2. Шведы же полагают, что пришла пора активного внедрения этого фотокатализатора в городское строительство, и намерены продвинуть исследования в данной области, а главное — серийно выпускать такие стройматериалы.
Несмотря на более высокую цену, а также на невыгодное соотношение между огромными массами воздуха и сравнительно небольшими площадями, покрытыми катализатором, первые опыты показали: эффект все же есть. Особенно заманчивым выглядит строительство из бетона, очищающего воздух, автомобильных тоннелей. Поэтому Евросоюз выделил на дальнейшие исследования в данной области, к которым, кроме Skanska, подключено еще немало фирм, $2,27 млрд. В данной связи представляет интерес британский проект Elegant Embellishments, объединивший усилия ряда ученых, дизайнеров и химиков из разных компаний и организаций. Авторами проекта предлагается устанавливать на стенах зданий, опорах мостов и просто на тротуарах большие панели с покрытием, созданным компанией Millenium Chemicals. Основу этого покрытия составляет диоксид титана — фотокатализатор, разлагающий ядовитые оксиды азота и летучие органические соединения в присутствии солнечного ультрафиолета и атмосферной влаги. Трехмерная плитка, разработанная авторами Elegant Embellishments, должна, по их замыслу, не только очищать городской воздух, но и выполнять декоративные функции. Именно поэтому ей придали такую замысловатую форму. К тому же, такой дизайн способствует увеличению суммарной поверхность изделия, что способствует большей производительности очистителя. Плитка была разработана в ответ на требования EU Clean Air Strategy (евростратегии чистого воздуха), направленной на сокращение загрязненности атмосферы в городах. Несколько позже та же компания Millenium Chemicals вывела на рынок еще один продукт, в котором применяются мельчайшие частицы диоксида титана, — очищающую городской воздух краску для наружных работ. Наконец, можно вспомнить о современных сплит-системах, в которых уже достаточно часто применяются фильтры с диоксидом титана, которые точно так же очищают воздух под действием ультрафиолетового излучения.
Сергей ЗОЛОТОВ
Строительство и недвижимость. Статья была опубликована в номере 36 за 2007 год в рубрике материалы и технологии
