d-CAC 10% TiO2 - fivecproyectos

Cementos y morteros de diversas matrices conglomerantes
con aditivos fotocatalíticos nanoestructurados: aplicaciones
al Patrimonio Edificado
Dr. José I. Álvarez
Departamento de Química y Edafología
Grupo de Materiales Inorgánicos y Medio
Ambiente
UNIVERSIDAD DE NAVARRA
Valencia, 21 de abril 2015
Nuevos materiales fotocatalíticos para
la descontaminación atmos-férica y
aplicaciones para la preservación del
P a t r i m o n i o A rqu i te c - t ó n i c o d e
Navarra.
Síntesis nano-‐escala
•Síntesis por Flame Spray Pyro-‐
lisis de nanopartículas de
óxidos con capacidad fotoca-‐
talítica
•Control de propiedades en
función de la temperatura,
altura de la llama, velocidad…
•Desarrollo de nanomateriales
con objeto de obtener morfo-‐
logías nanoestructuradas (na-‐
noflores, nanocintas,
core
shell...) de óptima actividad
Objetivo de la obtención de
nanopartículas: Aumentar la eficacia en
cuanto a la superficie específica y al
grado de dispersión del fotocatalizador en
la matriz del cemento
Reactor FSP piloto
L’U
Sínt
•Síntes
hidro
posici
como
cie es
•Identi
disper
lizado
hidrot
•Carac
tructu
formu
Reactores de obtención de nanopartículas: Flame Spray Pyrolisis
Centro Tecnológico Lurederra
Reactor de FSP con mayor capacidad en Europa (hasta 5 Kg/hora de nanopartículas)
Nanopartículas obtenidas fotocatalíticamente activas
TiO2
Fe-TiO2
V-TiO2
Fe (0,5%) -TiO2
SPECIFIC SURFACE AREA (SSA): 90-101m2/g,
Diameter, 15-20 nm
V (1%) -TiO2
SSA= 112 m2/g which corresponded to a
diameter d(BET) of around 15 nm.
Conversión NO bajo luz visible (lámpara LED 12W)
Fe-TiO2
300
250
(41% conversión de NO)
200
150
100
NO
ppb
NOX
ppb
NO2
ppb
50
0
0
50
100
150
200
250
250
V-TiO2
(24% conversión de NO)
200
150
100
50
0
0
50
100
150
200
250
NO
ppb
NOX
ppb
NO2
ppb
Conglomerantes: cal aérea, cemento de
aluminato de calcio (rico en Fe2O3, pobre
en Fe2O3), cemento Portland
Incorporación en masa Film transparente en superﬁcie (coa2ng) • Preparación y optimización
por incorporación en masa
del fotocatalizador (1, 3 y 5%
en peso) de mor teros
modifica-dos (OPC, CAC y cal)
• Vehiculización y aplicación de
fotocatalizadores nanoparticulados por recubrimiento
superficial en mortero
• Investigación con materiales
nanoparticulados, y estudio
de
la interacción del
fotocatalizador con superplastificantes
• E studio de los medios y
agentes dispersantes, así
como métodos químicos y
físicos con objeto de dar
estabilidad a la formulación
UN
Estudios de interacción con PCE, PNS, LS
L’U
Estudios de interacción con ácido poliacrílico
y PCE, y dispersión en medios agua, agua/
isopropanol 1:1 e isopropanol
ESTUDIOS DE ADICIÓN EN MASA Y EN SUPERFICIE
Línea de dispersión en planta piloto
CAL
350
Tiempo (min)
300
250
TiO2
200
Fe-TiO2
150
V-TiO2
100
50
0
Tiempo (min)
0
0,5
1
1,5
% Aditivo
2
2,5
3
OPC
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
TiO2
Fe-TiO2
V-TiO2
0
0,5
1
1,5
% Aditivo
2
2,5
3
Evolución tiempos de fraguado
Rotura a compresión (MPa)
CAL
2,0
1,8
1,6
1,4
1,2
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
0,0
TiO2
Fe-TiO2
V-TiO2
0
0,5
1
2,5
%Aditivo
Rotura a compresión (MPa)
OPC
35,00
30,00
TiO2
25,00
Fe-TiO2
20,00
V-TiO2
15,00
10,00
5,00
0,00
0
0,5
1
2,5
%Aditivo
Evolución resistencias mecánicas
Compressive Strength (MPa)
d-CAC curing condition 1
d-CAC curing condition 2
w-CAC curing condition 1
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Control
1% TiO2
3% TiO2
5% TiO2
10% TiO2
Cemento de aluminato de calcio
Evolución resistencias mecánicas
CAC rico en hierro
CAC pobre en hierro
Cemento de aluminato de calcio: abatimiento NOx luz UV
Table 6. The NOx removal rate (%) obtained for d-CAC and w-CAC samples with
different TiO2 content and subjected at different curing conditions.
Curing condition 1 NOx removal (%) Curing condition 2
d-CAC 0% TiO2
d-CAC 1% TiO2
d-CAC 3% TiO2
d-CAC 5% TiO2
d-CAC 10% TiO2
w-CAC 0% TiO2
w-CAC 1% TiO2
w-CAC 3% TiO2
w-CAC 5% TiO2
w-CAC 10% TiO2
17.05
40.08
26.08
43.10
47.67
14.97
37.57
44.81
51.08
51.47
d-CAC 0% TiO2
d-CAC 1% TiO2
d-CAC 3% TiO2
d-CAC 5% TiO2
d-CAC 10% TiO2
w-CAC 0% TiO2
w-CAC 1% TiO2
w-CAC 3% TiO2
w-CAC 5% TiO2
w-CAC 10% TiO2
NOx removal (%)
11.90
33.68
37.52
41.82
45.55
17.23
41.52
46.76
56.87
60.40
Cemento de aluminato de calcio: abatimiento NOx luz UV
Cemento de aluminato de calcio: degradación de colorantes, luz
visible (respuesta de alteración cromática). Capacidad autolimpiante (self-cleaning ability)
Estudios de durabilidad: cámara de SO2, cámara climática
a)
b)
c)
d)
Paneles demostración: exposición exterior. Capacidad
autolimpiante
e)
Jerónimos Monastery,
Lisbon
Roman walls
(Fano, IT)
Mallio Bridge (IT)
Polish Railways
Seat, Warsaw
Aplicaciones posibles a áreas de monumentos
Industrial upscaling, impacto económico, producción y explotación
GRACIAS POR SU ATENCIÓN

Download Report