Современное понятие "фотокатализ" звучит как " изменение скорости или возбуждение химических реакций под действием света в присутствии веществ - фотокатализаторов, которые в результате поглощения ими квантов света способны вызывать химические превращения участников реакции, вступая с последними в промежуточные химические взаимодействия и регенерируя свой химический состав после каждого цикла таких взаимодействий".

Сущность метода состоит в окислении веществ на поверхности катализатора под действием мягкого ультрафиолетового излучения диапозона А ( с длиной волны более 300 нм). Реакция протекает при комнатной температуре и при этом токсичные примеси не накапливаются на фильтре, а разрушаются до безвредных компонентов воздуха, до двуокиси углерода, воды и азота.

Любой фотокаталитический очиститель воздуха вкпючает в себя пористый носитель с нанесенным ТiО2- фотокатализатором, который облучается светом и через который продувается воздух.

фотокаталитическая очистка воздуха

Вредные органические и неорганические загрязнители, бактерии и вирусы, адсорбируются на поверхности фотокатализатора ТiО2, нанесенного на пористый носитель (фотокаталитический фильтр). Под действием света от УФ лампы, диапазона А, их органические и неорганические компоненты, окисляются до углекислого газа и воды.

ТЕОРИТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ФОТОКАТАЛИЗА

TiO2 - полупроводниковое соединение. Согласно современным представлениям, в таких соединениях электроны могут находиться в двух состояниях: в свободном и связанном.

В первом случае, электроны движутся по кристаллической решетке, образованной катионами Ti+4 и анионами кислорода О2-
Во втором случае, основном электроны связанны с каким-либо ионом кристаллической решетки и участвуют в образовании химической связи. Для перевода электрона из связанного состояния в свободное необходимо затратить энергию не менее 3.2 эВ. Эта энергия может быть доставлена квантами света с длинной волны l <390 нм. Таким образом, при поглощении света в объеме частицы TiO2 рождаются свободный электрон и электронная вакансия. В физике полупроводников такая электронная вакансия называется дыркой.
Электрон и дырка - достаточно подвижные образования и, двигаясь в частице полупроводника, часть из них рекомбинирует, а часть выходит на поверхность и захватывается ею. Схематически происходящие процессы показаны на рисунке.

Принцип действия полупроводникового фотокатализатора

Захваченные поверхностью электрон и дырка являются вполне конкретными химическими частицами. Например, электрон - это вероятно, Ti3+ на поверхности, а дырка локализуется на решетчатом поверхностном кислороде, образуя О-, Таким образом на поверхности оксида образуются чрезвычайно реакционноспособные частицы. В терминах окислительно-восстановительных потенциалов реакционная способность электрона и дырки на поверхности TiO2 характеризуется следующими величинами: потенциал электрона ~ - 0.1 В, потенциал дырки ~ +3 В относительно нормального водородного электрода.

При этом могут образовываться такие мощные окислители, как О- и ОН - радикал. Основным же каналом исчезновения электрона являются реакции с кислородом. Дырка реагирует либо с водой: либо с любым адсорбированным органическим ( в некоторых случаях и неорганическим) соеденением OH - радикал или О- также способны окислить любое органическое соединение. И таким образом, поверхность TiO2 под действием света становиться сильнейшим окислителем.

Вредные органические и неорганические загрязнители, бактерии и вирусы, адсорбируются на поверхности фотокатализатора ТiО2, нанесенного на пористый носитель (фотокаталитический фильтр). Под действием света от УФ лампы, диапазона А они окисляются до углекислого газа и воды.

OH - радикал или О- также способны окислить любое органическое соединение. И таким образом, поверхность TiO2 под действием света становиться сильнейшим окислителем.

Эффективность действия фотокаталитического очистителя можнопродемонстрировать следующим опытом. Очиститель помещается в замкнутый объем (около 190 л), туда же добавляется ацетон, аммиак и угарный газ. Наблюдение ведется по убыли ацетона и накоплению

СО2. Кинетические кривые этого процесса представлены на рисунке:

Фактически фотокатализ дает уникальную возможность глубоко окислять органические соединения в мягких условиях. А простота самих устройств позволяет надеяться на прекрасные перспективы использования этого метода на практике.

Гидропероксид (перекись водорода, гидропирит) – вещество натуральное, очень хорошо и активно представлено в природе, и в природе это вещество обладает функциями обеззараживания, нейтрализации и имеет очень простую формулу Н2О2.

Т.е., есть вода Н2О и когда добавляется еще одна молекула кислорода - получается гидропероксид. Многие женщины знакомы с этим веществом, помните поговорку – «Ничто так не красит женщину, как перекись водорода». Так вот смысл этого вещества в реакции нейтрализации.

Например, с помощью перекиси водорода можно остановить кровотечение. Зашипела, произошла реакция нейтрализации, кровотечение остановилось. Сама же перекись водорода стала прозрачной.

Перекись водорода - естественный природный очиститель, вернее одновременно, нейтрализатор и очиститель.

Гидропероксид может быть и в газообразном состоянии, и присутствие в воздухе ионов гидропероксида очищает организм, очищает легкие и очень благотворно влияет на здоровье человека.

Благодаря приборам EcoQuest, их технологиям, которые преобразуют воду, растворенную в воздухе в гидропероксид Вы можете сделать воздух в своем доме идеально чистым и сохранить свое здоровье. Гидропероксиды будут очищать и обеззараживать воздух.

Как это происходит?

Прибор генерирует активный кислород (озон). Озон реагирует с водой, к молекуле воды добавляется активный атом от молекулы озона и образуется молекула гидропероксида, а озон снова становится кислородом. Далее молекулы гидропероксида нейтрализуют, обеззараживают и очищают воздух не только в приборе но и во всем объеме помещения. Процесс генерирования молекул гидропероксида ставит приборы компании EcoQuest на порядок выше по эффективности, по сравнению с другими воздухоочистителями.