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Estudio: Inactivation of SARS‑CoV‑2 and photocatalytic degradation
by TiO2 photocatalyst coatings
Yun Lu1,5*, SujunGuan2,5, Liang Hao3, HiroyukiYoshida4, Shohei Nakada1, TaiseiTakizawa1 & Takaomi Itoi1.
The novel severe acute respiratory syndrome
The novel severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) causative agent of the COVID-19, which is a global pandemic, has infected more than 552 million people, and killed more than 6.3 million people. SARS-CoV-2 can be transmitted through airborne route in addition to direct contact and droplet modes, the development of disinfectants that can be applied in working spaces without evacuating people is urgently needed. TiO2 is well known with some features of the purifcation, antibacterial/sterilization, making it could be developed disinfectants that can be applied in working spaces without evacuating people. Facing the severe epidemic, we expect to fully expand the application of our proposed efective approach of mechanical coating technique (MCT), which can be prepared on a large-scale fabrication of an easy-to-use TiO2/Ti photocatalyst coating, with hope to curb the epidemic. The photocatalytic inactivation of SARS-CoV-2 and infuenza virus, and the photocatalytic degradation of acetaldehyde (C2H4O) and formaldehyde (CH2O) has been investigated. XRD and SEM results show that anatase TiO2 successfully coats on the surface of Ti coatings, while the
crystal structure of anatase TiO2 can be increased during the following oxidation in air. The catalytic activity towards methylene blue of TiO2/Ti coating balls has been signifcantly enhanced by the followed oxidation in air, showing a very satisfying photocatalytic degradation of C2H4O and CH2O.
Notably, the TiO2/Ti photocatalyst coating balls demonstrate a signifcant antiviral activity, with a decrease rate of virus reached 99.96% for infuenza virus and 99.99% for SARS-CoV-2.
www.nature.com
PROYECTO LIFE MINOx-STREET (LIFE12 ENV/ES/000280)
Informe de los resultados de ensayos de propiedades mecánicas, de durabilidad, de actividad fotocatalítica y de envejecimiento de los materiales fotocatalíticos suministrados por NANOPINTURAS
1 Ensayos de actividad fotocatalítica
Se ha evaluado la actividad fotocatalítica de las pinturas Nanopintura Fotoactiva 23 1k, Nanopintura Fotoactiva 23 2K y Nanopintura Fotoactiva x2/23 2K suministradas por la empresa NANOPINTURAS, sobre diferentes tipos de fachadas.
La deposición de las pinturas se ha realizado según las indicaciones del fabricante.
Se ha analizado la concentración de nitratos y nitritos tras reacción, el efecto del envejecimiento y la respuesta a un proceso de lavado con agua, de las muestras que presentan mayor capacidad de eliminación de NOx.
Normativa de ensayo: ISO 22197-1, bajo las siguientes condiciones de operación.
– Concentración de NO: 1.0 ppm
– Velocidad de flujo: 3.0 L min-1
– UV-A irradiancia: 10.0 W m-2
– Humedad relativa: 50 %
1.1 Material M17 Muestra
Descripción Área muestra cm2
FOTO M17A Fachada Rugosa con NP 23 1K 46,1
M17B Ladrillo Tipo 1 con NP 231K 48,5
M17C Ladrillo Tipo 2 con NP 231K 49,0
1.1.1 Eliminación de óxidos de nitrógeno
Descripción: Este ensayo se realiza para valorar la reducción de la concentración de los óxidos de nitrógeno, expresados como NO y NOx, con el fin de analizar la capacidad fotocatalítica del material.
Los resultados fueron positivos tras 1000h de exposición y un lavado suave se registro un descomposición de XNO (%) de 37% y XNOx (%) del 28%
1.1.2 Concentración de nitratos y nitritos
Descripción: Siguiendo la norma, se ha analizado la concentración de nitratos y nitritos en la muestra mediante cromatografía iónica (Dionex ICS-2000).
Resultado: ρNO3-(mg/l) ρNO2-(mg/l)
M17A 6,2 1,7
1.1.3 Envejecimiento en cámara de envejecimiento acelerado
Descripción: Se han realizado ensayos en cámara de envejecimiento acelerado (Aralab Fitoclima 200-EDTU) sometiendo las muestras a condiciones severas de 500 h a 85% de humedad relativa y 85 °C, conforme a la Norma UNE_EN61215 para módulos expuestos a condiciones de intemperie.
Resultado: XNO (%) XNOx (%) NOxe (μmol) NOe (μmol) NO2f (μmol)
M17A-cámara 10 6 2,5 3,9 0,7
1.1.4 Envejecimiento en intemperie y efecto de lavado con agua
Descripción: Se han realizado ensayos manteniendo las muestras en condiciones de intemperie, situándolas en un panel con orientación sur y ángulo de inclinación de 45° (latitud 40° 27´ 20” N, longitud 3°43´48” W). En estas condiciones las muestras permanecen expuestas a los cambios de radiación solar, variación de la temperatura y humedad así como concentración de óxidos de nitrógeno y otros contaminantes presentes en el aire exterior, características del ciclo día-noche.
Los ensayos de lavado con agua denominados Suaves “L-S” se realizaron sumergiendo las muestras 30 veces consecutivas en agua destilada, a una velocidad de 5 cm s-1. De forma complementaria se hicieron lavados denominados Fuertes “L-F” de acuerdo al lavado detallado en la norma ISO22-197 para la extracción de nitratos y nitritos tras el análisis de la eficiencia fotocatalítica.
La cara con el componente fotoactivo de la muestra se sumergió en agua destilada durante 60 min. Tras este periodo, se cambió el agua de lavado y se repitió el proceso. El recipiente donde se coloca la muestra con el agua, se sometió a un ligero movimiento, en un equipo Heidolph Titramax 1000 a 150 rpm para favorecer el proceso de lavado.
Resultados
Tiempo exposición LAVADO XNO (%) XNOx (%) NOxe (μmol) NOe (μmol) NO2f (μmol)
M17B – L-S 41 26 9,4 15,2 6,0
M17B 500h L-S 34 19 7,4 13,2 6,3
M17B 1000 L-S 30 17 6,0 10,7 5,3
M17B 1000 L-S+L-F 10 6 2,1 , 3,51 1,8
EVALUACIÓN DE LA ACTIVIDAD FOTOCATALÍTICA EN LA DEGRADACIÓN DE ÓXIDO NÍTRICO DE MUESTRAS PREPARADAS CON LA NANOPINTURA NP x2/23 2K
Grupo FOTOAir-Ciemat División de Energías Renovables Avda. Complutense de Madrid Edif. 42, lab. P1-10 28240 MADRID
1. DESCRIPCIÓN DE LAS MUESTRAS
Se reciben en el laboratorio del grupo FOTOAir-Ciemat (Madrid), las muestras recogidas en la Figura 1, enviadas por la empresa NanoPINTURAS®. Las muestras contienen una película de la pintura NPx2 23 2K (doble cantidad de producto fotoactivo y dos componentes, que mejoran la adherencia al soporte) preparadas sobre sustratos de aluminio y vidrio. Las muestras fueron preparadas en Zaragoza por la
empresa mediante dos métodos: pistola e inmersión. En el caso de las muestras de vidrio se recibieron dos replicas ambas preparadas por pistola. Las probetas presentan las dimensiones que indica la norma ISO 22197-1, longitud 99 mm, anchura 48 mm y espesor 3 mm. La relación de muestras recibidas se recoge en la Tabla 1.
Tabla 1. Relación de muestras preparadas por la empresa nanoPINTURAS®
Sustrato Preparación Área probetas cm2
AL-NPx2-p Aluminio Pistola 47.52 AL-NPx2-i Aluminio Inmersión 47.04
V-NPx2-p-1 Vidrio Pistola 47.52 V-NPx2-p-2 Vidrio Pistola 48.51
En la Figura 1 se muestran fotografías de las muestras preparadas sobre sustrato de aluminio (AL) y vidrio (V). El aspecto de las muestras preparadas tanto por inmersión como con pistola es similar.
2. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
Las muestras se analizaron de acuerdo a la norma ISO 22197-1 en las siguientes condiciones de operación: Caudal total: 3.000 mL·min-1
[NO]= 1.000 ppb
R.H= 50 %
Irradiancia UV-A: 10 W·m-2
Las etapas de reacción para llevar a cabo el estudio de actividad fotocatalítica, son las descritas en la norma y se describen a continuación:
Etapa 1: aire en by-pass/30 min
Etapa 2: aire+NO en modo by-pass/30 min
Etapa 3: aire+NO en modo reactor/30 min
Etapa 4: aire+NO en modo reactor+UV-A/300 min
Etapa 5: Limpieza con aire
La conversión de NO ha sido calculada según la ecuación:
Donde XNO es la conversión de NO, nNOe es la cantidad de NO eliminada durante el periodo de irradiación de las muestras, nNOi es la cantidad de NO inicial incorporada al reactor.
La cantidad de NO eliminado se ha calculado de acuerdo a la siguiente ecuación:
Donde Q es el caudal total, øNOi es la fracción en volumen de óxido nítrico incorporada al reactor y øNO es la fracción en volumen de óxido nítrico a la salida del reactor. De forma similar se ha calculado la conversión de NOx (XNOx) considerando que la cantidad neta eliminada de NOx es:
𝑛𝑁𝑂𝑥𝑒 = 𝑛𝑁𝑂𝑒 − 𝑛𝑁𝑂2𝑓
3. RESULTADOS DE ACTIVIDAD FOTOCATALÍTICA
3.1 Actividad fotocatalítica de las muestras recibidas
Los resultados de actividad fotocatalítica de las muestras preparadas sobre diferentes
sustratos, se recogen en la Tabla 2. Las muestras soportadas sobre sustrato de
aluminio mostraron actividad fotocatalítica, con valores de conversión de NOx de 49 %
(NOx eliminado = 10.61 μmol).
Tabla 2. Resultados de actividad fotocatalítica para le eliminación de NO (NOe y NOxe cantidad eliminada,
NO2f cantidad formada
Muestra X NO % X NOx % NOe μmol NOxe μmol NO2f μmol
AL-NPx2-p 49 28 18.42 10.61 7.90
AL-NPx2-i 47 28 17.91 10.59 7.50
V-NPx2-p2 30 16 11.32 6.21 5.03
Figura 2. Variación de la cantidad de NO, NOx eliminado y NO2 formado con el tiempo de reacción para la
muestra: a) AL-NPx2-p y b) AL-NPx2-i .
En la Figura 2 se muestra la variación de la concentración de NO y NOx eliminado y NO2 formado durante las diferentes etapas de la reacción, para las muestras AL-NPx2p ALNPx2- y preparadas con pistola e inmersión. Los resultados apuntan a que las propiedades de la película fotoactiva depositada no dependen del método de preparación, obteniéndose resultados muy similares. La conversión de NO y NOx fue entorno a al 48% y 28 % respectivamente.
Figura 3. Variación de la cantidad de NO, NOx eliminado y NO2 formado con el tiempo de reacción para la
muestra: a) AI-NPx2-p y b) Al-NPx2-i .
Las muestras recibidas sobre sustrato de vidrio, denominadas V-NPx2-p1 y V-NPx2-p2, muestran una elevada transmitancia del material tras deposición del componente fotoactivo, manteniendo, al menos parcialmente, las propiedades ópticas del vidrio. La muestra V-NPx2-p2 se analizó en las condiciones recogidas en la norma ISO. La probeta mostró eficiencia fotocatalítica, con una conversión de NOx 16 % y una cantidad de NOx total eliminado de 6.2 μmol.
Conclusiones
– Las muestras preparadas sobre aluminio, mostraron la máxima eficiencia en la degradación de NOx. En este sustrato, el método de preparación (pistola o inmersión) no tiene una influencia significativa en la eficiencia fotocatalítica.
– Las muestras de pintura inmovilizada sobre vidrio, mostraron eficiencia
fotocatalítica, si bien fueron más inestables y menos activas que las soportadas sobre aluminio.
Estudio: Could sol-gel technology improve your condition based maintenance strategy?
Villar1, J. Vadillo 1, E. Gorritxategi 2, L. P. Jimenez 3, A. Olazagirre 4, A. Prats 4, O. Berten 5 and N. Baijot 6.
1 Tekniker-IK4, Eibar, Gipuzkoa, Basque Country, Spain, 2Atten2, Eibar, Gipuzkoa, Basque Country, Spain. 3Zayer, Vitoria, Alava, Spain, 4Nanopinturas Ekoeaso, Gipuzkoa, Basque Country, Spain, 5Universite Libre de Bruxelles (Aero Thermo Mechanical Departmen), Brussels, Belgium., 6Wouters-Tecnolub, Thimister-Clermont, Belgium.
Abstract
The paper deals with the development of oleophobic nanocoatings based on sol-gel technology to protect the optical components of on-line sensor systems developed for condition monitoring of industrial machinery. By means of the development of these nanocoatings, it will be possible to increase the robustness of the on-line sensor systems.
The paper addresses new solutions considering new concepts for coating and surface treatment, developing new optical components with specific nanocoatings compatible with industrial fluids and resistant to the attack of the compounds generated during the degradation of the oil and external contaminants.
Tekinker
ESTUDIO: Eficacia de una placa fotocatalítica en la exposición al humo del tabaco en ambientes cerrados.
Eficacia de una placa fotocatalítica en la exposición al humo del tabaco en ambientes cerrados», promovido, coordinado y cofinanciado por la Asociación Ibérica de Fotocatálisis en 2021 y 2022, y cofinanciado por Levenger Nanotecnología. El grupo de trabajo ha estado constituido por los doctores Marcos García Rueda (Unidad de Tabaquismo. Servicio de Neumología. Hospital Regional Universitario de Málaga), Carlos Rábade Castedo (Unidad de Tabaquismo. Servicio de Neumología. Hospital Clínico Universitario Santiago de Compostela y Carlos A. Jiménez-Ruiz (Unidad Especializada en Tabaquismo. Hospital Clínico San Carlos. Madrid y Presidente de la Sociedad Española de Neumología y Cirugía Torácica, SEPAR). El resultado constata que «se produjeron reducciones moderadas de cada uno de los componentes tóxicos analizados que oscilaron entre un 20 a un 50%».
ESTUDIO: «Impacto de los equipos de purificación del aire por fotocatálisis en la disminución del riesgo de contaminación microbiana en el entorno asistencial«
«Impacto de los equipos de purificación del aire por fotocatálisis en la disminución del riesgo de contaminación microbiana en el entorno asistencial«. El informe técnico elaborado por los doctores David Sevillano Fernández y Luis Alou Cervera en representación de Investigación y Proyectos Microbiológicos S.L. concluye que «con el equipo purificador del aire en funcionamiento, la contaminación bacteriana del ambiente se reduce progresivamente a pesar de la actividad asistencial continuada, alcanzando una reducción del 80% al finalizar el estudio». Se trata de una investigación promovida, coordinada y cofinanciada por la Asociación Ibérica de Fotocatálisis, AIF, en el año 2021, y cofinanciado por Levenger Nanotecnología. El estudio se desarrolló en la Clínica Pododinámica especializada en Podología deportiva y biomecánica, fisioterapia, osteopatía y nutrición, en colaboración con la Universidad Complutense de Madrid.
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