Умное покрытие превращает абажуры в воздушные фильтры

Абажур, покрытый катализатором, использует тепло от лампы накаливания, чтобы разрушить загрязнение воздуха в помещении.Кредит: Минхюнг Ли

Эти соединения включают ацетальдегид и формальдегид и выпускаются по краскам, чистящим средствам, освежителям воздуха, пластмассам, мебелью, приготовлением пищи и другими источниками.

«Хотя концентрация ЛОС в доме или офисе низкая, люди проводят более 90% своего времени в помещении, поэтому воздействие со временем увеличивается», - говорит Ким.

«Обычные методы удаления ЛОС из воздуха в помещении полагаются на активированный углерод или другие типы фильтров, которые необходимо периодически заменять», - говорит Минхюнг Ли, аспирант в лаборатории Ким в Университете Йонсеи.Ли представит работу команды на собрании ACS.Были разработаны другие устройства, которые разрушают ЛОС с помощью термокатализаторов, активируемых высокими температурами или фотокатализаторами, которые реагируют на свет.Но Ким отмечает, что большинству из этих подразделений нужен отдельный нагреватель или ультрафиолетовый (УФ) источник света, который может создавать нежелательные побочные продукты.Его команда хотела выбрать более простой подход, который потребует только видимого источника света, который также производит тепло, например, галоген или лампу накаливания, и абажур, покрытый термокатализатором.

По словам Ли, галогенные лампы преобразуют лишь 10% мощности, которую они используют в свет, а остальные 90% преобразуются в тепло.Лампы накаливания еще хуже, излучает 5% света и 95% тепла.«Эта тепло обычно тратится впустую, - говорит Ким, - но мы решили использовать его для активации термокатализатора для разложения ЛОС».

В статье, опубликованной прошлой осенью, команда сообщила, что они синтезировали термокатализаторы, изготовленные из диоксида титана, и небольшого количества платины.Исследователи покрыли внутреннюю часть алюминиевого абажура с катализатором и поместили оттенок на 100-ваттную галогенную лампу в испытательной камере, содержащей воздух и ацетальдегидный газ.Поворачивая лампу на нагревании оттенка до температуры примерно до 250 градусов по Фаренгейту - достаточно, чтобы активировать катализаторы и разложить ацетальдегид.Во время этого процесса окисления ЛОС первоначально превращали в уксусную кислоту, затем в муравьную кислоту и, наконец, в диоксид углерода и воду.Обе кислоты мягкие, а количество выпущенного углекислого газа безвредно, отмечает Ким.Исследователи также обнаружили, что формальдегид может быть разложен в тех же условиях и что метод работает с лампами накаливания.

«Это была первая демонстрация, которая использовала тепло отходов из источников ламп», - говорит Ким.Большинство предыдущих исследовательских проектов и даже пара ламп на рынке вместо этого полагались на фотокатализаторы, активируемые светом, для разрушения загрязнения воздуха в помещении.

В своей последней работе группа Ким обращается к менее дорогим заменителям платины.Команда уже показала, что эти новые катализаторы на основе железа или медь могут разрушить ЛОС.Кроме того, медь является дезинфицирующим средством, поэтому Ким ожидает, что медный катализатор может убивать воздушные микроорганизмы.

Ученые сейчас ищут способы расширить концепцию, разрушающую загрязняющую лампочку на светодиоды, быстрорастущий сегмент рынка освещения.Однако, в отличие от галогенных и лампочек накаливания, светодиоды высвобождают слишком мало тепла для активации термокатализаторов.Таким образом, команда Ким разрабатывает фотокатализаторы, которые стимулируются почти УК, излучаемым светодиодами, а также другими катализаторами, которые преобразуют часть видимой выпуска светодиодных светодиодов в тепло.«Наша конечная цель состоит в том, чтобы разработать гибридный катализатор, который может использовать весь спектр, производимый источниками света, включая ультрафиолетовый и видимый свет, а также тепло отходов», - говорит Ким.

Больше информации: Термокаталитическое окисление ЛОС за счет использования тепла в помещении, АКС осенью 2023 года.