광촉매 콘크리트

Photocatalytic concrete

광촉매 콘크리트는 페이버로 사용되는 콘크리트와 혼합제 또는 표층으로서 이산화티타늄(TiO2)을 포함하는 기타 구조용 콘크리트이다.이산화티타늄은 햇빛과 수분을 이용해 질소산화물(NO, NO2)을 흡수해 질산 이온(NO3)으로 만든 뒤 빗물에 씻겨나가거나 콘크리트로 스며들어 안정적인 [1]화합물을 만드는 이종 광촉매다.

메커니즘

이산화티타늄햇빛자외선노출되면, 그 방사선을 흡수하고 전자 들뜸이 일어난다.이산화티타늄 결정의 표면에서 다음과 같은 반응이 발생합니다.

의 광분해:

HO2 → H+ + OH (히드록실 라디칼) + e
O2 + e → O2 (초산화물 이온)

따라서 전체적인 반응은 다음과 같습니다.

HO2 + O2 → H+ + OH2

히드록실 라디칼은 강력한 산화제이며 이산화질소산화시켜 질산 이온으로 만들 수 있습니다.

NO2 + OH → H+ + NO3

슈퍼옥사이드 이온은 일산화질소에서 질산 이온을 형성할 수도 있습니다.

NO2 + O → NO3

반응의 농도가 낮기 때문에 정상적인 대기 조건에서는 질산 이온에 대한 NO의x 산화가 매우 느리게 발생합니다.이산화티타늄을 이용한 광화학 산화는 블록의 코팅에 의해 흡수되는 에너지와 반응물이 블록 표면에 함께 고정되기 때문에 훨씬 더 빠르다.이산화티타늄을 사용한 반응은 대부분의 다른 금속 기반 촉매보다 더 큰 산화력을 보여줍니다.

광촉매 블록은 1997년 오사카에서 테스트되어 런던 [citation needed]웨스트민스터시에서 사용되고 있는 일본의 약 30개 마을에서 일반 포장도로를 대체했다.이 블록의 목적은 대기 오염 수준을 낮추고 따라서 광화학 스모그의 양을 낮추는 것이다.

  1. 자외선 복사는 이산화티타늄에 의해 흡수되어 물이 과산화물 이온과 수산기 라디칼로 광분해된다.
  2. 질소산화물은 과산화물 이온 및 수산기기와 반응하여 질산 이온을 형성합니다.
  3. 질산 이온은 블록에 흡수되어 안정된 화합물을 형성한다.

레퍼런스

  1. ^ Sikkema, Joel K (2003). "Photocatalytic degradation of NOx by concrete pavement containing TiO2". Iowa State University. Retrieved 14 November 2020.