ТиО2

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 4200 (2023) Цитировать эту статью

953 доступа

Подробности о метриках

Адгезивные фотокаталитические пленки из наночастиц, легированных TiO2–Ag (TiO2–Ag–NP), использовали для оценки способности снижать нагрузку внутренних микробных частиц. Применение простой в использовании фотокаталитической клейкой пленки для очистки жилых помещений от микробных загрязнений представляет собой новинку в области фотокаталитических устройств. Снижение достигалось за счет фотокатализа в отдельных помещениях, как правило, при переполненности (≥ 3 человек) в обычные рабочие часы, а также при мониторинге микроклимата помещений. Адгезивные фотокаталитические пленки из наночастиц TiO2–Ag (TiO2–Ag–NP) были применены в пяти типах жилых помещений, включая школы и рабочие места. Микробиологическое загрязнение оценивали в момент времени 0 (вдали от обычной уборки, ≥ 9 часов) и в течение 2–4 недель после применения фотокатализатора методами люминометрии относительных световых единиц (RLU) и микробной непрямой оценки (колониеобразующих единиц на кубический метр, КОЕ/ м3). Фотокатализатор TiO2–Ag–NP снижал RLU и КОЕ/м3 со скоростью более 70%, что приводило к RLU ≤ 20 и микробному присутствию ≤ 35 КОЕ/м3. Описанный TiO2–Ag–NP способен снизить микробное загрязнение до минимального порога RLU (≤ 20) в течение 60 минут при открытом дневном свете в стандартизированном испытательном помещении площадью 100 м2. Корреляция между RLU и КОЕ/м3 была положительной (r = 0,5545, p < 0,05), что свидетельствует о том, что сокращение микробов в помещениях с помощью клейкой пленки TiO2–Ag–NP было реальным. Фотокатализаторы из титана представляют собой многообещающие инструменты для обеспечения очистки и дезинфекции воздуха в микроклимате жилых помещений с помощью недорогого, осуществимого и простого подхода. Этот подход представляет собой простой в использовании, экономичный, осуществимый и эффективный подход к снижению микробного загрязнения внутренних помещений путем простого прикрепления к стене клейкой пленки TiO2–Ag–NP.

Использование диоксида титана с тонкими пленками наночастиц Ag (TiO2-Ag-NP) в качестве фотоокислительного катализатора для удаления химических загрязнителей или микробного загрязнения началось несколько десятилетий назад, когда этот подход был оценен за его экономическую эффективность и высочайшее окисление. производительность при комнатной температуре, высокая скорость воздуховода и низкий перепад давления1,2,3,4,5,6.

Различные виды технологий тонких пленок, такие как центрифугирование7, электронно-лучевое испарение, химическое осаждение из паровой фазы8 или магнетронное распыление9, способны создавать сложную тонкую пленку из элементов TiO2 (100 нм), соединенных и/или образующих комплекс с серебром (Ag). наночастицы (обычно ≤ 10 нм, диапазон 1–100 нм) с помощью различных методов, таких как легирование10,11, формирование гетероперехода12 или имплантация ионов металлов или другие13. Компонент TiO2 работает как полупроводник, имеющий энергетическую щель (ЭГ) = 3–3,3 эВ, несмотря на то, что эта величина зависит от различных аллотропных форм диоксида титана. Когда TiO2 облучается фотонами с энергией большей, чем EG (т.е. соответствующей длине волны λ ≤ 390 нм), то электрон способен преодолеть эту энергетическую щель и перейти из валентной зоны в зарядовую. проводимость. Валентная щель способна вступать в реакцию с поглощенными молекулами воды на тонкой пленке фотокатализатора, образуя некоторые производные кислорода радикалы, такие как гидроксильный радикал (·OH-), которые способны сильно повреждать клетки бактерий. или непосредственно на любые адсорбированные органические соединения. Затем фотокаталитическая пленка на клейкой основе14,15 способна превращать активные формы кислорода (АФК) в перекись водорода, которая используется серебром для усиления уничтожения бактерий16.

На сегодняшний день широкое применение устройств, использующих нанотехнологию TiO2-Ag, быстро расширяется, как в общественных помещениях, так и в бытовых помещениях, из-за растущего признания способности TiO2-Ag-NP снижать микробное загрязнение помещений и оставлять микробное загрязнение. свободная среда17,18,19. Использование недавно запатентованных фотокаталитических пленок TiO2–Ag–NP19,20, которые можно легко наносить на стены или окна для обеспечения тонкой очистки от микробных загрязнений воздуха, привлекает общественный интерес из-за относительно низкой стоимости, простоты обработка и низкая токсичность фотокатализа, опосредованного TiO220. Недавно мы продемонстрировали, что эти простые в использовании фотокаталитические устройства (тонкие клейкие пленки) способны удалять микробные загрязнители во внутренних помещениях общественного транспорта, обычно переполненных учениками, студентами или клиентами20. Это исследование представляет собой дальнейшую оценку наших исследований внутренних жилых помещений.