Uso de partículas de óxido de hierro que están al menos parcialmente recubiertas con dióxido de titanio paradescomponer fotocatalíticamente contaminantes del aire seleccionados de entre los miembros del grupo queconsta de óxidos de nitrógeno (NOx) que entran en contacto con dichas partículas.

Uso de partículas recubiertas con un recubrimiento fotocatalítico para la descomposición de contaminantes del aire

Campo de la Invención

La invención se refiere al uso de partículas de óxido de hierro recubiertas con dióxido de titanio, y en particular a su uso para descomponer fotocatalíticamente contaminantes del aire.

Antecedentes de la Invención

En los últimos años la contaminación del aire, del agua y de la tierra ha llegado a ser un problema clave especialmente en zonas urbanas. Los contaminantes del aire son principalmente emitidos al medio ambiente por procesos de producción tales como actividades industriales o procesos de combustión tales como la calefacción, la generación de energía eléctrica y los vehículos automóviles. Estos contaminantes pueden contribuir a la generación de problemas de calidad del aire urbano, como es por ejemplo el caso de esmog fotoquímico, y pueden asimismo afectar negativamente a la salud de los humanos y a la salud de otros seres vivientes.

Dos de las principales sustancias contaminantes del medio ambiente incluyen a los óxidos de nitrógeno (NOx) y a los compuestos orgánicos volátiles (VOCs) . En particular, estos compuestos son peligrosos puesto que inician la formación de sustancias contaminantes secundarias. Los NOx y los VOCs reciben también el nombre de precursores de ozono puesto que la mayor parte de la formación de ozono troposférico se produce cuando los NOx y los VOCs reaccionan en la atmósfera en presencia de luz solar y monóxido de carbono. Además, la reacción de los NOx y los VOCs en presencia de luz solar ocasiona esmog fotoquímico que contiene, inter alia, nitrato de peroxiacetilo (PAN) , que es una forma importante de contaminación del aire, especialmente en verano. Los niños, las personas con enfermedades pulmonares tales como el asma y las personas que trabajan o hacen ejercicio al aire libre son susceptibles de sufrir los efectos negativos del esmog fotoquímico, tales como el daños del tejido pulmonar y la reducción de la función pulmonar.

Se han propuesto varias soluciones para reducir la concentración de sustancias contaminantes del aire en el medio ambiente.

La WO 02/38272 da a conocer una película de recubrimiento fotocatalítico que tiene propiedades oxidantes en el tolueno y es adecuada para la desodorización de ambientes de interiores y la purificación de corrientes gaseosas contaminadas por VOCs.

Se describe en la WO 2006/000565 un material de construcción con actividad fotocatalítica para con contaminantes del aire tales como NOx, en donde la actividad fotocatalítica se deriva de la presencia de nanopartículas de TiO2 mezcladas físicamente con cemento.

Se describe en la US 6136186 un reactor fotocatalítico para la oxidación de contaminantes orgánicos de gases o del agua, en donde el fotocatalizador es una superficie o capa porosa de TiO2 o de un óxido TiO2 binario, eventualmente dopado con otro catalizador metálico, formada sobre una superficie porosa.

La WO 2006/008434 describe un recubrimiento de dióxido de titanio que tiene propiedades de degradación de los VOCs, así como propiedades de autolimpieza y antimicrobianas.

La EP1559753 se refiere a una pintura fotocatalítica de silicato potásico que contiene TiO2 en forma de anatasa. La pintura está destinada a ser usada en edificios residenciales y públicos para impartir propiedades anticontaminantes y de autolimpieza.

La JP 2004 161978 A describe pinturas que son capaces de desempeñar una función fotocatalítica suficientemente para la descomposición de materiales orgánicos. Estas pinturas comprenden fotocatalizador de óxido de titanio aplicado como recubrimiento a la superficie de partículas de pigmento.

La EP 0 666 107 A2 describe un fotocatalizador de óxido de titanio que tiene una excelente propiedad fotocatalítica y comprende partículas de óxido de titanio que tienen parte o la totalidad de un compuesto de hierro contenido en las mismas y soportado sobre las mismas.

Sigue habiendo necesidad de materiales con una mejorada capacidad para descomponer sustancias contaminantes tales como óxidos de nitrógeno (NOx) y compuestos orgánicos volátiles (VOCs) en el medio ambiente.

Breve Exposición de la Invención

Es un objeto de la presente invención el de aportar un material fotocatalíticamente activo para descomponer eficazmente contaminantes del aire. La presente invención está dirigida al uso de un material adecuado para descomponer fotocatalíticamente contaminantes del aire seleccionados de entre los miembros del grupo que consta de óxidos de nitrógeno (NOx) . Aun otro objeto de la presente invención es el uso de tales materiales en materiales de construcción para descomponer contaminantes del aire seleccionados de entre los miembros del grupo que consta de NOx. Aun otro objeto de la presente invención es el uso de tales materiales en pintura para descomponer contaminantes del aire seleccionados de entre los miembros del grupo que consta de NOx.

Un objeto adicional de la presente invención es el uso de un material adecuado para reducir la fotocorrosión durante la descomposición fotocatalítica de contaminantes del aire seleccionados de entre los miembros del grupo que consta de óxidos de nitrógeno (NOx) .

Además, la invención está dirigida al uso de partículas de óxido de hierro que están al menos parcialmente recubiertas con dióxido de titanio para descomponer fotocatalíticamente NO con una reducida producción de NO2.

Además, la invención está dirigida al uso de partículas de óxido de hierro que están al menos parcialmente recubiertas con dióxido de titanio para la descomposición fotocatalítica de contaminantes del aire seleccionados de entre los miembros del grupo que consta de óxidos de nitrógeno (NOx) .

Además, la invención está dirigida al uso de partículas de óxido de hierro que están al menos parcialmente recubiertas con dióxido de titanio para descomponer fotocatalíticamente NO bajo luz UV y/o visible.

Estos y otros objetos de la presente invención pueden ser resueltos mediante el uso que se describe en las reivindicaciones. Realizaciones preferidas se derivan de una combinación de las características de las reivindicaciones dependientes con las de las reivindicaciones independientes.

Descripción de las Figuras

La Fig. 1 muestra un esquema de una instalación experimental (10) que es adecuada para la realización de ensayos de conversión de nitrógeno. La muestra (40) se pone dentro de una célula de 3, 6 l (50) a través de la cual se pasa a razón de un caudal de 1, 5 l/min. el gas de ensayo obtenido de una botella de gas (20) . La muestra es iluminada a través de una tapa de vidrio (60) por la fuente luminosa seleccionada (30) montada encima de la célula (50) . La concentración de NO en el gas de salida es analizada continuamente usando un cromatógrafo de gases (70) .

La Fig. 2 muestra la conversión de NO, NO2, NOx y O3 referida al tiempo de irradiación para la muestra a del Ejemplo 1, que es un bloque de hormigón que contiene un 6% de óxido de hierro fotocatalítico y cemento estándar.

La Fig. 3 y la Fig. 4 muestran la conversión fotocatalítica de NO y NO2, respectivamente, medida antes del envejecimiento, tras 96 h y tras 192 h para las 4 muestras que se describen en el ejemplo 3. La muestra 1 es un cemento fotocatalítico que no contiene pigmento; la muestra 2 es un cemento fotocatalítico que contiene amarillo de óxido de hierro estándar (un 3, 8% en peso sobre la base del peso total de cemento) ; la muestra 3 es un cemento estándar que contiene óxido de hierro fotocatalítico 1 (un 45% en peso de TiO2 sobre la base del peso total de pigmento) en una cantidad de un 6, 8% en peso sobre la base del peso total de cemento; y la muestra 4 es un cemento estándar que contiene óxido de hierro fotocatalítico 2 (un 45% en peso de TiO2 sobre la base del peso total de pigmento) en una cantidad de un 6, 8% en peso sobre la base del peso total de cemento.

La Fig. 5 y la Fig. 6 muestran la conversión de NO y NO2, NOx y O3 referida al tiempo de irradiación UV para la muestra 2 y la muestra 3 del Ejemplo 2, respectivamente. La muestra 2 es un bloque coloreado hecho con cemento fotocatalítico y óxido de hierro estándar y la muestra 3 es un bloque coloreado hecho con pigmento fotocatalítico y cemento estándar.

La... [Seguir leyendo]

1. Uso de partículas de óxido de hierro que están al menos parcialmente recubiertas con dióxido de titanio para descomponer fotocatalíticamente contaminantes del aire seleccionados de entre los miembros del grupo que consta de óxidos de nitrógeno (NOx) que entran en contacto con dichas partículas.

2. Uso según la reivindicación 1, en donde las partículas de óxido de hierro son incorporadas a un material de construcción.

3. Uso según la reivindicación 1, en donde las partículas de óxido de hierro son aplicadas a un material de construcción.

4. Uso según la reivindicación 2 o 3, en donde el material de construcción es seleccionado de entre los miembros del grupo que consta de hormigón, cemento, mortero, caliza o yeso.

5. Uso según la reivindicación 1, en donde las partículas de óxido de hierro son incorporadas a una pintura.

6. Uso según la reivindicación 1 para descomponer fotocatalíticamente NO con una reducida producción de NO2.

7. Uso según la reivindicación 1 para evitar la producción de ozono durante la descomposición fotocatalítica de contaminantes del aire seleccionados de entre los miembros del grupo que consta de óxidos de nitrógeno (NOx) .

8. Uso según la reivindicación 1 para descomponer fotocatalíticamente NO bajo luz UV y/o visible.

9. Uso según la reivindicación 1 para reducir los efectos fotocorrosivos de las partículas de óxido de hierro durante la descomposición fotocatalítica de contaminantes del aire seleccionados de entre los miembros del grupo que consta de óxidos de nitrógeno (NOx) .