MEZCLA FOTOCATALITICA PARA LA DEGRADACION DE OXIDOS DE NITROGENO.
Mezcla fotocatalítica para la degradación de óxidos de nitrógeno.
Un primer aspecto de la invención consiste en una mezcla fotocatalítica destinada a conseguir la degradación de óxidos de nitrógeno mediante la combinación sinérgica de dos compuestos: el TiO{sub,2}, en cualquiera de sus fases cristalinas o en estado amorfo, y uno o varios feldespatos tales como la carnegeita o la nefelina.Un segundo aspecto de la invención consiste en la obtención de dicha combinación dando lugar a productos con capacidad de degradación de óxidos de nitrógeno
Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P200900188.
Solicitante: FMC FORET S.A..
Nacionalidad solicitante: España.
Provincia: BARCELONA.
Inventor/es: GARCIA GOMEZ,HERMENEGILDO, ARTIGAS PUERTO, RAMON, DOMINGUEZ TORRES,ESTHER, LLABRES XIMENA,FRANCESC.
Fecha de Solicitud: 23 de Enero de 2009.
Fecha de Publicación: .
Fecha de Concesión: 14 de Marzo de 2011.
Clasificación Internacional de Patentes:
- C03C8/00 QUIMICA; METALURGIA. › C03 VIDRIO; LANA MINERAL O DE ESCORIA. › C03C COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LOS VIDRIOS, VIDRIADOS O ESMALTES VÍTREOS; TRATAMIENTO DE LA SUPERFICIE DEL VIDRIO; TRATAMIENTO DE LA SUPERFICIE DE FIBRAS O FILAMENTOS DE VIDRIO, SUSTANCIAS INORGÁNICAS O ESCORIAS; UNIÓN DE VIDRIO A VIDRIO O A OTROS MATERIALES. › Esmaltes; Vidriados; Composiciones de sellado por fusión constituidas de fritas vítreas conteniendo aditivos.
- C04B41/85 C […] › C04 CEMENTOS; HORMIGON; PIEDRA ARTIFICIAL; CERAMICAS; REFRACTARIOS. › C04B LIMA; MAGNESIA; ESCORIAS; CEMENTOS; SUS COMPOSICIONES, p. ej. MORTEROS, HORMIGON O MATERIALES DE CONSTRUCCION SIMILARES; PIEDRA ARTIFICIAL; CERAMICAS (vitrocerámicas desvitrificadas C03C 10/00 ); REFRACTARIOS (aleaciones basadas en metales refractarios C22C ); TRATAMIENTO DE LA PIEDRA NATURAL. › C04B 41/00 Postratamiento de morteros, hormigón, piedra artificial; Tratamiento de la piedra natural (vidriados distintos a los vidirados en frio C03C 8/00). › con sustancias inorgánicas.
- C04B41/86 C04B 41/00 […] › Vidriados; Vidriados en frío.
- C04B41/87 C04B 41/00 […] › Cerámicas.
- C09D1/00 C […] › C09 COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES; ADHESIVOS; COMPOSICIONES NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR; APLICACIONES DE LOS MATERIALES NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR. › C09D COMPOSICIONES DE REVESTIMIENTO, p. ej. PINTURAS, BARNICES, LACAS; EMPLASTES; PRODUCTOS QUIMICOS PARA LEVANTAR LA PINTURA O LA TINTA; TINTAS; CORRECTORES LIQUIDOS; COLORANTES PARA MADERA; PRODUCTOS SOLIDOS O PASTOSOS PARA ILUMINACION O IMPRESION; EMPLEO DE MATERIALES PARA ESTE EFECTO (cosméticos A61K; procedimientos para aplicar líquidos u otros materiales fluidos a las superficies, en general B05D; coloración de madera B27K 5/02; vidriados o esmaltes vitreos C03C; resinas naturales, pulimento francés, aceites secantes, secantes, trementina, per se , C09F; composiciones de productos para pulir distintos del pulimento francés, cera para esquíes C09G; adhesivos o empleo de materiales como adhesivos C09J; materiales para sellar o guarnecer juntas o cubiertas C09K 3/10; materiales para detener las fugas C09K 3/12; procedimientos para la preparación electrolítica o electroforética de revestimientos C25D). › Composiciones de revestimiento, p. ej. pinturas, barnices o lacas, a base de sustancias inorgánicas.
Clasificación PCT:
- C03C8/00 C03C […] › Esmaltes; Vidriados; Composiciones de sellado por fusión constituidas de fritas vítreas conteniendo aditivos.
- C04B41/85 C04B 41/00 […] › con sustancias inorgánicas.
- C04B41/86 C04B 41/00 […] › Vidriados; Vidriados en frío.
- C04B41/87 C04B 41/00 […] › Cerámicas.
- C09D1/00 C09D […] › Composiciones de revestimiento, p. ej. pinturas, barnices o lacas, a base de sustancias inorgánicas.
![MEZCLA FOTOCATALITICA PARA LA DEGRADACION DE OXIDOS DE NITROGENO.](https://patentados.com/img/2011/03/mezcla-fotocatalitica-degradacion-oxidos-nitrogeno.jpg)
Fragmento de la descripción:
Mezcla fotocatalítica para la degradación de óxidos de nitrógeno.
Objeto de la invención
Un primer aspecto de la invención consiste en una mezcla fotocatalítica destinada a conseguir la degradación de óxidos de nitrógeno mediante la combinación sinérgica de dos compuestos: el TiO2, en cualquiera de sus fases cristalinas o en estado amorfo, y uno o varios feldespatos tales como la carnegeita o la nefelina.
Un segundo aspecto de la invención consiste en la obtención de dicha combinación dando lugar a productos con capacidad de degradación de óxidos de nitrógeno.
Antecedentes de la invención
Los feldespatos son aluminosilicatos constituidos por aluminio, silicio, y oxigeno. Su estructura consiste en una base de silicio en la que una parte ha sido sustituida, isomórficamente, por aluminio. Al desequilibrarse las cargas se compensan con cationes metálicos (K+, Na+, Ca+2). Estos materiales sólidos pueden adsorber compuestos en su superficie.
Por su parte, existen unos materiales relacionados conocidos como feldespatoides que son un grupo de tectosilicatos que se asemejan a los feldespatos, pero que tienen una diferente estructura y un contenido en silicio mucho menos. La relación Si/Al es prácticamente 1:1 en los feldespatoides, pero es próxima a 1:3 en los feldespatos.
Además los feldespatoides tienen estructuras cristalinas con poros y menos densidad de red que los feldespatos. Estos poros no están interconectados entre ellos y no permiten la difusión de iones o moléculas en su interior.
La aplicación tanto de los feldespatos como los materiales feldespatoides para aliviar el problema de la contaminación atmosférica de óxidos de nitrógeno (NOx) disminuyendo la concentración de estos gases en aire contaminado presenta el problema de que aunque los feldespatos y materiales feldespatoides tienen cierta capacidad de adsorción, una vez que se saturan desaparece su capacidad para reducir el porcentaje de NOx. Se entiende por NOx cualquier óxido de nitrógeno independientemente de la relación atómica N/O y sus mezclas en cualquier proporción.
La cantidad máxima de NOx que el feldespato y los materiales feldespatoides es capaz de adsorber depende de la presencia en el aire de otras substancias, además de N2, O2 y H2O, que puedan competir por la adsorción de los óxidos de nitrógeno en el sólido.
Así, la cantidad máxima de NOx adsorbida es mayor cuando el NOx se encuentra en una corriente de aire seco que cuando se encuentra en una corriente de aire húmedo, ya que en este último caso la adsorción del NOx compite (desfavorablemente) con la adsorción del agua presente en el aire húmedo.
Por lo tanto, la capacidad de retirada de NOx del aire no se debe a un fenómeno de degradación del NOx sino de adsorción del gas sobre el feldespato y material feldespatoide, y además, éste alcanza un grado de saturación. De hecho, es necesario que la superficie del feldespato o mezcla de ellos esté libre para alcanzar la máxima capacidad de adsorción de NOx, por NOx que para un uso como adsorbente se debe activar los feldespatos antes de ser usados por ejemplo mediante un tratamiento térmico a 350º-450º a vacío en corriente de N2.
Por otra parte, también es conocido el uso de TiO2 puro para conseguir una disminución de la cantidad de NOx en el aire siempre y cuando el material se encuentre irradiado con luz ultravioleta.
En el caso del TiO2, la disminución de la concentración de NOx en el aire no es preferentemente debido a un fenómeno de adsorción (ya que hemos determinado que la disminución de concentración de NOx en un efluente gaseoso en ausencia de luz es despreciable), sino que es debido a la actuación de un proceso fotocatalítico.
La retirada de NOx del aire en este caso si que se lleva a cabo por transformación química del óxido de nitrógeno; sin embargo, experimentos llevados a cabo en laboratorio muestran que la actividad del TiO2 es limitada puesto que se produce un decaimiento en la actividad del óxido de titanio llegando a extinguirse dicha actividad.
La presente invención consiste en una mezcla fotocatalítica que combina de forma sinérgica TiO2 y materiales feldespatoides, tales como la carnegeita y nefelita, de tal modo que dicha mezcla fotocatalítica muestra una actividad de los componentes individuales produciéndose una sinergia que determina que ésta no se extinga.
Descripción de la invención
Un primer aspecto de la invención consiste en una mezcla fotocatalítica para la degradación de óxidos de nitrógeno. Esta mezcla fotocatalítica comprende una combinación de TiO2 y de carnegeita, o TiO2 y mezclas de feldespatoides (carnegeita junto con nefelita ó ambos junto con mullita en varias proporciones) de tal modo que se establece una relación sinérgica entre el TiO2 y los materiales feldespatoides. Como materiales feldespatoides se entiende un grupo de tectosilicatos que se asemejan a los feldespatos, pero que tienen una diferente estructura y un contenido en silicio mucho menor. La relación Si/Al es prácticamente 3:1 en los feldespatoides, pero es próxima a 1:1 en los feldespatos. Además los feldespatoides tienen estructuras cristalinas con poros y menor densidad de red que los feldespatos. Estos poros no están interconectados entre ellos y no permiten la difusión de iones o moléculas en su interior.
Por su parte los feldespatos tienen de formula general XAl(1-2) Si(3-2) O8 donde X en la fórmula puede ser Na y/o K y/o Ca. Generalmente la relación Si/Al en los feldespatos es 1:1. Los átomos de Si y Al ocupan los centros de tetraedros conectados por los vértices formando una red tridimensional cargada negativamente. Los cationes X de la formula aseguran la electroneutralidad del sólido.
El TiO2 de la mezcla mantiene su actividad fotocatalítica en presencia de luz ultravioleta de tal modo que, en contacto con una atmósfera con presencia de NOx, reacciona con los NOx dando lugar a otros compuestos y como resultado, se produce la retirada del NOx de dicha atmósfera circundante.
Este comportamiento que termina extinguiéndose en el caso del TiO2 cuando se encuentra en estado puro, se prolonga por un tiempo considerablemente más largo cuando se trata de la mezcla basada en la combinación de TiO2 y feldespatoide. Inicialmente se produce una retirada del NOx de la atmósfera circundante sensiblemente más intensa que si el TiO2 estuviese puro; y tras reducirse se alcanza un estado estacionario y asintóticamente constante que se mantiene por un periodo de tiempo notablemente más largo que en ausencia del feldespatoide.
Tal y como se describirá en la exposición detallada de la invención, las maneras de combinar el material feldespatoide y el TiO2 pueden ser según distintos modos de realización.
Es importante desde el punto de vista del rendimiento de la mezcla fotocatalítica obtenida, respecto de su actividad de degradación de NOx, que exista una unión intima entre ambos componentes por ejemplo mediante molturación o compactación para que el contacto entre partículas sea elevado.
El feldespatoide suele presentarse con una granulometría mucho mayor que la del TiO2.
Un segundo aspecto de la invención establece un procedimiento de obtención de la mezcla fotocatalítica haciendo uso de la molienda de ambos componentes de tal modo que se reduce la granulometría del feldespatoide equiparándola y estableciendo el grado de contacto deseado.
Un tercer procedimiento de obtención de la mezcla fotocatalítica hace uso del feldespatoide húmedo. El feldespatoide húmedo y con una granulometría mayor que el polvo de TiO2 es capaz de retener dicho polvo de TiO2 en su superficie preferentemente aplicado mediante pulverización. De este modo, el TiO2 queda depositado sobre las partículas de mayor tamaño del feldespatoide. Un posterior proceso de secado da lugar a la vinculación definitiva de los dos componentes.
Otro modo de preparación...
Reivindicaciones:
1. Mezcla fotocatalítica para la degradación de óxidos de nitrógeno caracterizada porque comprende una combinación fotocatalíticamente activa de TiO2 y de material feldespatoide.
2. Mezcla según la reivindicación 1 caracterizada porque la combinación está constituida por una mezcla de polvo de TiO2 y material feldespatoide constituido por carnegeita, nefelita o una combinación de ambas en cualquier proporción.
3. Mezcla según la reivindicación 1 caracterizada porque la combinación está constituida por material feldespatoide cuyas partículas se encuentran recubiertas por TiO2.
4. Mezcla según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 caracterizada porque el TiO2 está en fase anatasa, rutilo, amorfa o mezcla de ellas en cualquier proporción.
5. Mezcla según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 caracterizada porque el material feldespatoide es carnegeita, nefelita, mullita o combinación de ellas en cualquier proporción.
6. Mezcla según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizada porque la proporción TiO2/material feldespatoide en peso se encuentra entre un 10% y un 90% de peso de TiO2 respecto al peso de material feldespatoide.
7. Mezcla según la reivindicación 6 caracterizada porque la proporción TiO2/material feldespatoide en peso se encuentra entre un 40% y un 60% de peso de TiO2 respecto al peso de material feldespatoide.
8. Mezcla según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizada porque comprende un sustrato de fijación para permitir su aplicación a superficies.
9. Elemento constructivo caracterizado porque comprende un sustrato soporte tipo bloque o placa en el que la mezcla fotocatalítica forma parte de su composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7.
10. Elemento constructivo caracterizado porque comprende un sustrato soporte tipo bloque o placa en el que al menos una sus caras comprende una capa o una impregnación de la mezcla fotocatalítica según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7.
11. Uso de una mezcla según las reivindicación 1 a 8 caracterizado porque dicha mezcla se aplica sobre una superficie expuesta a un entorno gaseoso conteniendo óxidos de nitrógeno; y la superficie sobre la que se ha aplicado la mezcla, se expone a una radiación de UV o bien proveniente del sol o bien artificial.
12. Procedimiento de obtención de una mezcla según las reivindicaciones 1 y 2 caracterizado porque se lleva a cabo un proceso de mezcla de polvo de TiO2 y de polvo de material feldespatoide tras el cual se aplica una molienda hasta obtener la misma granulometría en los dos componentes.
13. Procedimiento de obtención de una mezcla según la reivindicación 12 caracterizado porque la molienda se lleva a cabo mediante un molino de microesferas.
14. Procedimiento de obtención de una mezcla según las reivindicaciones 1 y 3 caracterizado porque se toma polvo de material feldespatoide húmedo y polvo de TiO2 con una granulometría del material feldespatoide mayor que la del TiO2, y sobre el material feldespatoide se lleva a cabo una proyección de polvo de TiO2 hasta que se consigue el recubrimiento del material feldespatoide; y por último la mezcla fotocatalítica obtenida se deja secar.
15. Procedimiento según la reivindicación 14 en el que la aportación de material de feldespatoides se realiza partiendo de precursores del material feldespatoide y/o del óxido de titanio, produciéndose la transformación de fase en el tratamiento físico, químico o físico-químico.
16. Procedimiento según la reivindicación 15 en el se somete a cocción una mezcla íntima de zeolita 4A y dióxido de titanio en proporción másica adecuada y se trata térmicamente a temperaturas entre 600 y 1200ºC.
17. Procedimiento según la reivindicación 16 donde la temperatura de la transformación de la mezcla de zeolita 4A y dióxido de titanio se lleva a cabo preferentemente entre 600ºC y 800ºC.
Patentes similares o relacionadas:
Composición de tinta para recubrimientos cerámicos transparentes brillantes, del 15 de Abril de 2020, de SOCIEDAD ANONIMA MINERA CATALANO-ARAGONESA: Tinta para recubrimientos cerámicos transparentes, preparada por molturación a partir de una composición de esmalte cerámico exenta de frita que comprente borato de cinc con […]
Sistemas y métodos para una baldosa resistente al deslizamiento y fácil de limpiar, del 13 de Noviembre de 2019, de Mohawk Carpet Corporation: Una baldosa cerámica que comprende: un sustrato; y un revestimiento de la superficie que comprende una fórmula de base que comprende un vidriado; caracterizada por que […]
Composiciones que proporcionan apariencia esmerilada para imprimir sobre sustratos de vidrio o cerámica y métodos para su uso, del 4 de Septiembre de 2019, de DIP TECH. LTD: Un método para producir un sustrato que tiene una apariencia esmerilada, comprendiendo el método: aplicar una composición que confiere […]
Mezcla de pigmentos/fritas, del 7 de Agosto de 2019, de MERCK PATENT GMBH: Mezcla de pigmentos/fritas, caracterizada porque la proporción de pigmento de brillo perlado en la mezcla asciende a del 5-95 % en peso y la frita contiene al menos el 5 […]
Objeto cerámico y procedimiento para su fabricación, del 27 de Marzo de 2019, de Duravit Aktiengesellschaft: Objeto cerámico en forma de un objeto sanitario, de cocina o de laboratorio, que comprende un cuerpo base cerámico, así como un esmalte cocido aplicado […]
Esmalte resistente a unión de bloques de cera, cerámica resistente a unión de bloques de cera y procedimiento de preparación de los mismos, del 27 de Febrero de 2019, de BeautyAvenues, LLC: Esmalte resistente a unión de bloques de cera, en el que los componentes comprenden feldespato de potasio, feldespato de litio, carbonato de calcio, […]
ESMALTE CERÁMICO DE ELEVADO TAMAÑO DE PARTÍCULA Y CONTENIDO EN SÓLIDOS, del 5 de Julio de 2018, de TORRECID, S.A.: Esmalte cerámico de elevado tamaño de partícula y contenido en sólidos. La presente invención proporciona un esmalte cerámico con posibilidades […]
Recipiente de porcelana que proporciona la cocción en contacto directo con el fuego, del 22 de Noviembre de 2017, de Kütahya Porselen Sanayi Anonim Sirketi: Un recipiente de porcelana usado mediante el contacto directo con el fuego, caracterizado porque, de dicho recipiente de porcelana, * las materias primas de la fórmula […]