Efektywność fotokatalitycznego rozkładu NOx przez kompozyty cementowe z TioCem® w różnych warunkach środowiskowych

• Autorzy: Pichór Waldemar , Szołdra Paulina , Jasionowska Patrycja , Zawada Kornelia , Stępień Piotr
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W większości przypadków kompozyty cementowe z dodatkiem TiO2 wykazują znacznie niższą efektywność rozkładu NOx w warunkach rzeczywistych, niż wynika to z badań laboratoryjnych. Dodatkowo obserwuje się dalsze pogorszenie właściwości fotokatalitycznych po dłuższym okresie użytkowania. W pracy przedstawiono badania oceny spadku efektywności rozkładu NOx przez kompozyty cementowe z dodatkiem TiO2 po karbonatyzacji związanej z symulowaną ekspozycją środowiskową. Autorzy wskazali na istotny wpływ wilgotności na poziom aktywności fotokatalitycznej kompozytów przed i po karbonatyzacji. Postuluje się, że zmiany są spowodowane zarówno postępującym zagęszczaniem osnowy przez produkty hydratacji, jak i jednoczesną depozycją węglanu wapnia na powierzchni materiału.

EN

In most cases, cement composites with the addition of TiO2 show a much lower efficiency of NOx decomposition in real conditions than it results from laboratory tests. Additionally, a further deterioration of the photocatalytic properties is observed after a long period of use. The paper presents studies of the reduction of NOx decomposition efficiency by cement composites with TiO2 addition after carbonation associated with simulated environmental exposure. The authors indicated a significant influence of humidity on the level of photocatalytic activity of composites, also before and after carbonation. It is postulated that the changes are caused both by the progressive compaction of the matrix by the hydration products and the simultaneous deposition of calcium carbonate on the material surface.

Słowa kluczowe

PL

efektywność fotokatalityczna; NO2; TioCem; kompozyt; cement; karbonatyzacja; warunki środowiskowe; wilgotność

• Wydawca: Stowarzyszenie Producentów Cementu
• Czasopismo: Budownictwo, Technologie, Architektura
• Rocznik: 2022
• Tom: nr 4
• Strony: 64--69
• Opis fizyczny: Bibliogr. 31 poz., il.

Twórcy

autor

Pichór Waldemar

• Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica, Kraków

autor

Szołdra Paulina

• Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica, Kraków

autor

Jasionowska Patrycja

• Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica, Kraków

autor

Zawada Kornelia

• Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica, Kraków

autor

Stępień Piotr

• Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica, Kraków

Bibliografia

• 1. E. Boonen, A. Beeldens, Photocatalytic roads: from lab tests to real scale applications, European Transport Research Review 5 (2013) 79-89
• 2. D. Tompkins, B. Lawnicki, W. Zeltner, M. Anderson, Evaluation of photocatalysis for gas-phase air cleaning - Part I. Process, technical, and sizing considerations. Ashrae Transactions 111 (2005) 60-84
• 3. G. Bolte, W. Dienemann, I. Smoli, Can concrete purify the air? Mat. konf. Dni Betonu, Wisła 2008
• 4. https://theicct.org/
• 5. National emission balance of SO2, NOx, CO, NH3, and others in years 2015-2017. Technical Report of Institute of Environmental Protection - National Research Institute, Warsaw 2018
• 6. An air pollution in Poland in 2009 against the back-ground of many years, Technical Report of Environmental Protection Inspection, Warsaw 2011
• 7. An air quality in Poland in 2015 in the light of the results of measurements carried out as part of the State Environmental Monitoring. Technical Report of Environmental Protection Inspection, Warsaw 2016
• 8. A. Fujishima, X. Zhang, D.A. Tryk, Heterogeneous photocatalysis: From water photolysis to applications in environmental cleanup. International Journal of Hydrogen Energy 32 (2007) 2664-2672
• 9. R. Wang, K. Hashimoto, A. Fujishima, M. Chikuni, E. Kojima, A. Kitamura et al., Light-induced amphiphilic surfaces. Nature 388 (1997) 431-2
• 10. T. Tatsuma, S. Tachibana, T. Miwa, D.A. Tryk, A. Fujishima, Remote bleaching of methylene blue by UV irradiated TiO 2 in the gas phase. Journal of Physical Chemistry B 103 (1999) 8033-5
• 11. S. Ożóg, Fotokatalityczna degradacja herbicydów - nowe katalizatory na bazie TiO2, Horyzonty nauki 69 (2015) 606-615
• 12. Hüsken G., Hunger M., Brouwers H.J.H., Comparative study on cementitious products containing titanium dioxide as photo-catalyst. Proc. Int. RILEM Symp. on Photocatalysis, Environment and Construction Materials 8-9 October 2007, Florence, Italy, 147-154
• 13. J.K. Sikkema, S-K. Ong, J.E. Alemans, Photocatalytic Concrete Pavements: Laboratory investigation of NO oxidation rate under varied environmental conditions. Faculty Work: Comprehensive List. Paper 456, 2014
• 14. A. Fujishima, X.T. Zhang, Titanium dioxide photo - catalysis: present situation and future approaches. Comptes Rendus Chimie 9 (2006) 750-760
• 15. TX Active® - The Photocatalytic Active Principle, Technical Report, Italcementi Group, 2009
• 16. G.L. Guerrini, A. Beeldens, M. Crispino, G. D’Ambrosio, S. Vismara, Environmental benefits of innovative photocatalytic cementitious road materials, Proc. 10th Int. Conf. on Concrete Pavements, Quebeck City, Canada 2012
• 17. J.K. Sikkema, Photocatalytic degradation of NOx by concrete pavement containing TiO2, Iowa State University, 2013
• 18. A. Beeldens, Air purification by road materials: results of the test project in Antwerp. In: Baglioni P., Cassar L., editors. Proc. Int. RILEM Symp. on photo-catalysis, environment and construction materials, 2007, RILEM Publications, 187-94
• 19. G. Husken, M. Hunger, H.J.H. Brouwer, Experimental study of photocatalytic concrete products for air purification, Building and Environment 44 (2009) 2463-2474
• 20. M. M. Ballari, H.J.H. Brouwers, Full scale demonstration of air-purifying pavement, Journal of Hazardous Materials 254 (2013) 406-414
• 21. F. Hamidi, F. Aslani, TiO2-based photocatalytic cementitious composites: materials, properties, influential parameters, and assessment techniques, Nanomaterials 9 (2019) 1444-1456
• 22. Y. Murata, K. Tobinai, Influence of various factors on NOx removal performance of permeable interlocking block based on photocatalysis, Journal of Structural and Construction Engineering (Transactions of AIJ) 555 (2002) 9-15
• 23. C. Yu, Deactivation and Regeneration of Environmentally Exposed Titanium Dioxide (TiO 2) Based Products Testing Report prepared for the Environmental Protection Department, HKSAR, Hong Kong, 2003
• 24. S. S. Lucas, Influence of operating parameters and ion doping on the photocatalytic activity of mortars containing titanium dioxide nanoparticles, Materials Today: Proceedings 4 (11-2) (2017) 11588-11593
• 25. G. L. Guerrini, Some observations regarding in-service performances. Photocatalytic paving block surfaces, Concrete Precasting Plant and Technology 5 (2009) 16-25
• 26. C. S. Poon; E. Cheung, NO removal efficiency of photocatalytic paving blocks prepared with recycled materials, Construction and Building Materials 21 (2007) 1746-1753
• 27. A.M. Kaja, H.J.H. Brouwers, Q.L. Yu, NOx degradation by photocatalytic mortars: The underlying role of the CH and C-S-H carbonation, Cement and Concrete Research 125 (2019) 105805
• 28. H. Wang, C. You, Photocatalytic removal of low concentration SO2 by titanium dioxide, Chemical Engineering Journal 292 (2016) 199-206
• 29. H. Wang, C.You, Photocatalytic oxidation of SO2 on TiO2 and the catalyst deactivation: a kinetic study. Chemical Engineering Journal 350 (2018) 268-277
• 30. C.N. Fernandes et al., Using TiO2 nanoparticles as a SO2 catalyst in cement mortars. Construction and Building Materials 257 (2020) 119542
• 31. H. Wang, H. Liu, Z. Chen, A. Veksha, G. Lisak, Changfu You, Interaction between SO2 and NO in their adsorption and photocatalytic conversion on TiO2. Chemosphere 249 (2020) 12613