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Captura de Tela 2015-07-09 às 08.56.03O dióxido de titânio é largamente usado como um pigmento e continua a despertar o interesse para aplicações em produtos autolimpantes ou antimicrobianos, devido às suas propriedades fotocatalíticas que surgem quando ele é exposto a luz UV. Essa história começou nos anos 70! Mas desde 1916, a empresa Titanium Pigment Corporation of Niagara Falls (nos Estados Unidos) e a Titan (Noruega) comercializam o TiO2 para ser usado na formulação das tintas. Um século depois, a principal aplicação do TiO2 continua sendo como pigmento (em tintas, plástico, borracha, cosméticos). Dos 6 milhões de toneladas produzidas globalmente por ano, 99% do TiO2 é usado como pigmento.

 

É perigoso?

 

Cada uma das nossas atividades diárias pode envolver, de alguma forma, o contato com o TiO2. No momento em que escovamos os dentes de manhã (nos cremes dentais), ou aplicamos o bloqueador solar antes de sair ao sol… quando ingerimos um comprimido ou um doce, e até mesmo quando tiramos do bolso um tablete de goma de mascar!  Embora o dióxido de titânio usado nessas aplicações não tenha que ser de dimensões nanométricas – como é requerido nas aplicações fotocatalíticas- muitos cientistas e organizações têm levantando as questões relativas à saúde da exposição do TiO2.

donutCerca de 36% das partículas do E171 têm menos de 100 nm de tamanho, enquanto que o TiO2 usado em produtos de higiene pessoal, menos de 5% das partículas têm tamanho inferior a 450 nm. Dos produtos de higiene pessoal, as pastas de dente e protetores solares contém de 1 a mais de 10% de TiO2.

Em 2003, Agência Internacional para Pesquisa do Câncer classificou o TiO2 como “possivelmente carcinogênico para humanos”  (categoria 2B), com evidências suficientes em experimentos com animais, mas as evidências de carcinogenicidade em humanos foi considerada insuficientes. Atualmente, a European Food Safety Authority está reavaliando do TiO2 (conhecido ingrediente alimentar E171),

Propriedade autolimpante. O que é isso?

Como um material fotocatalítico, o TiO2 ainda é muito estudado nos centros de pesquisa e universidaes, para as aplicações que incluem o tratamento de água, do ar, decomposição da água para produção de hidrogênio e materiais autolimpantes. Quando o TiO2 é exposto à luz UV ocorre a absorção de fótons que produz a separação de cargas (da banda de valência para a banda de condução), criando cargas elétricas na superfície das partículas. Se existir água (ou umidade) na superfície das partículas de TiO2, a água é decomposta e produz radicais livres (radicais hidroxila), que são extremamente reativos e capazes de oxidar quase tudo.

Nas tintas fotocatalíticas, as nanopartículas de TiO2 tem que ser recobertas com óxido de silício ou de alumínio para evitar a degradação dos polímeros da tinta sob exposição da luz do sol, tamanha é a capacidade dos radicais livres de decompor os compostos orgânicos da própria formulação da tinta.

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Pelo menos 4 grandes empresas no mundo produzem vidros com propriedades autolimpantes. Todas esses vidros tem uma camada fina de TiO2 para criar uma superfície superhidrofílica. Quando a água da chuva incide sobre o vidro, a camada de poeira aderida é lavada uniformemente. Ao mesmo tempo, sob ação da luz UV e água (umidade), as propriedades fotocatalíticas do TiO2 fazem com que os compostos (sujeira) aderidos ao vidro sejam destruídos

 

 

Células solares e produção de energia. É o futuro?

Quando Fujishima e Honda publicaram o trabalho deles anos anos 70 tratando de forma de produzir hidrogênio a partir da água utilizando a luz e o dióxido de titânio, o mundo se encontrava no meio de uma crise de petróleo. A crise do petróleo passou e a “febre” da fotocatálise também…. Em parte, por que a eficiência quântica do TiO2 não é tão boa. Daí por diante, as aplicações do TiO2 foram se extendendo para as apliações abmientais, para destruir poluentes do ar e da água.

Em 1991, Michael Grätzel e seus colaboradores do Swiss Federal Institute of Technology , em Lausanne, publicaram o primeiro artigo científico usando o TiO2 para transportar elétrons numa célula solar  (dye-sensitised solar cells, DSSCs). Eles usaram uma camada de corante adsorvida no TiO2 numa solução, em que o corante absorvia a luz do sol, excitava os elétrons, que se difundiam através do filme de TiO2 para um eletrodo. Pronto! Era possível transformar a energia do sol em eletricidade!

E as pesquisas continuaram a avançar, nesta área, em meio às crises energéticas  e novas fontes de energia. Mas o fato permanece… Dióxido de titânio não é muito eficiente sob a luz do sol. E por isso, os cientistas continuam pesquisando formas de aumentar a eficiência, dopando o TiOs com outros elementos químicos.

 

A decomposição da água (Water-splitting), que foi a origem do boom da fotocatálise, permanece uma das maiores áreas de pesquisa na atualidade, e que ainda não chegou num ponto de ser aplicado em escala comercial… Mas, sem dúvida, ainda vamos ouvir muito sobre isso!

 

Categorias: Sociedade

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