Статьи

Примеры фотокатализа мы можем встретить в природе  - это процесс природного фотосинтеза, где хлорофилл выступает в роли фотокатализатора.

Слово фотокатализ состоит из двух греческих слов в переводе означающих свет и растворение, что полностью описывает происходящий процесс разрушения под воздействием света.

В процессе фотокатализа происходит ускорение химической реакции разложения органических соединений на углекислый газ и воду  в присутствии катализ ора. Катализатор в процессе взаимодействия с УФ-облучением, ускоряет химическую реакцию, но сам не изменяется и не исчезает.

Первые упоминания о фотокатализе относятся к 1911 году. Немецкий химик  Александр Эйбнер, в своем исследование описал концепцию освещения оксидом цинка (ZnO) при отбеливании темно-синего пигмента берлинской лазурью. Примерно в это же время Брунер и Козак опубликовали статью, в которой обсуждали разрушение щавелевой кислоты в присутствии солей уранила при освещении, а в 1913 году Лев Ландау опубликовал статью, объясняющую явление фотокатализа.

В современных фотокаталитических фильтрах для очистки воздуха в качестве фотокатализатора используют диоксид титана (TiO2). Опыты, проводимые с 1938 года, доказали, что диоксид титана является высокостабильным и нетоксичным оксидом. При облучении утрафиолетовым светом приводит к образованию активных форм кислорода на поверхности фотокатализатора. Диоксид титана полностью нетоксичное, безопасное вещество, используемое для производства красок, пластмасс, косметики, лекарств.

Огромным прорывом в исследованиях фотокатализа стал 1972 год, когда японские ученые Акира Фудзишима и Кеничи Хонда обнаружили электрохимический фотолиз воды, происходящий между соединенными TiO2 и платиновыми электродами. Продуктами окисления органики при фотокатализе являются микроскопические количества воды и углекислоты в газообразной фазе.

Исследования и разработки в области фотокатализа, продолжаются и сегодня. Особенно актуальны вопросы глобальной очистки воды и воздуха.

В приборах с технологией TIOKRAFT в качестве катализатора используется наноструктурированный анатаз диоксида титана с зерном наногранул менее 40 нм, синтезированный на собственном производстве. В результате исследований подтверждено, что данный материал показал наибольшую эффективность среди известных аналогов по степени окисления и разрушения различных органических веществ (включая вирусы, бактерии и прочие патогены). Высокая удельная поверхность катализатора позволяет создавать фотокаталитические элементы в компактном форм-факторе с большой удельной фильтрующей поверхностью на единицу изделия.

Носитель катализатора (в очистителях с технологией TIOKRAFT) имеет круглую или плоскую формы из спеченных высокопористых наносфер кварцевого стекла (технология производства защищена международными патентами). Особенностью этого материала является полная инертность, что исключает его разрушение с течением времени под действием фотокатализа. Это позволяет использовать фотокаталитический элемент практически вечно. Данная разработка многократно увеличивает эффективность окисления и степень очистки в приборах ТИОКРАФТ по сравнению с приборами, использующими носители из пористой керамики, решеток алюминия или полупрозрачных полимеров.

В 1985 году японский ученый Матсунага опубликовал работу, в которой впервые показал, что клетки микроорганизмов могут быть разрушены в водной среде при контакте с TiO2 под действием ультрафиолетового света c в течение 60-120 минут.

Высокая пористость кварцевых наносфер, составляющих фильтрующий элемент (носитель катализатора) в приборах с технологией TIOKRAFT, обеспечивает большую площадь для нанесения концентрата диоксида титана, тем самым позволяя увеличить удельную площадь фильтрационного элемента при сравнительно небольших габаритах самого прибора. Для сравнения, удельная фильтрационная поверхность приборов ТИОКРАФТ от 3300 кв..м и выше, а HEPA фильтров класса H13 составляет всего порядка 20-22 кв. м. на 1 кв.м. фильтра.

Благодаря пористости покрытия, сопоставимой с размерами микробов, огромной площадью реакции и высокой степени прозрачности материала фильтрационного элемента, стадия адсорбции микрофлоры в приборах ТИОКРАФТ происходит с максимальной эффективностью.

Результатом процесса очистки преимущественно являются пары воды и углекислый газ. Благодаря системе самоочистки накопления органических загрязнителей воздуха на фотокаталитизаторе не происходит.
Эффективность обеззараживания на пористых стеклянных фотокаталитических фильтрах слабо зависит от расхода воздуха через фильтр и интенсивности УФ - излучения. От интенсивности УФ-излучения зависит время гибели микрофлоры и время ее минерализации.