Titania based photocatalytically active layer-by-layer coatings on model surfaces and textile materials
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Abstract EN:
The photocatalytic properties of commercially available and synthesized catalysts were studied for on-stream decomposition of a model odorous compound hydrogen sulphide (H2S) under UV-A and visible light irradiation. A simplified qualitative model for visualization of the catalyst deactivation is proposed. Further, catalysts were incorporated into multilayer films using different polyelectrolytes. Such films were characterized by ellipsometry, AFM, UV-visible spectroscopy and SEM on model surfaces. These films are homogeneous and transparent, and their porosity allow for almost free mass transport of the volatile compounds within the film. In order to test the photocatalytic activity of LbL films containing catalysts, such films were assembled on tubular glass reactors (with the diameter of 2. 7 cm and the length of 40 cm) and subjected to H2S flow under UV-A irradiation. The activity of films was found to be proportional to the number of film constituent layers of catalyst and dependent on the chemical nature of the film constituent polyelectrolyte. After the film structure was optimized with respect to catalytic component and polyelectrolyte component, the most efficient films were deposited on cotton textiles, and their photocatalytic activity was measured for on-stream decomposition of H2S under visible light irradiation. Further, the potential applications of such LbL-coated textiles for the removal of other common indoor pollutants were exemplified by decomposition of acetaldehyde, methyl ethyl ketone and ammonia gas under visible light irradiation.
Abstract FR:
Les propriétés photocatalytiques de catalyseurs commerciaux et synthétiques ont été étudiées pour la décomposition sous flux d'un composé odorant modèle, le sulfure d'hydrogène (H2S), sous irradiation UV-A et visible. Un modèle simplifié qualitatif pour la visualisation de la désactivation du catalyseur est proposé. En outre, les catalyseurs ont été incorporés dans des films multicouches en utilisant différents polyélectrolytes. Ces films ont été caractérisés par ellipsométrie, AFM, spectroscopie UV-visible et SEM sur des surfaces modèles. Ces films sont homogènes et transparents, et leur porosité permet un transport de masse quasiment libre des composés volatiles dans le film. Afin de tester l'activité photocatalytique des films LbL contenant des catalyseurs, ces films ont été assemblés sur des réacteurs tubulaires en verre (avec un diamètre de 2,7 cm et une longueur de 40 cm) et soumis à un flux de H2S sous irradiation UV-A. L'activité des films s’est montrée proportionnelle au nombre de couches de catalyseur constitutif du film et dépendante de la nature chimique du polyélectrolyte constitutif du film. Après optimisation de la structure du film par rapport à la composante catalytique et au composant polyélectrolyte, les films les plus efficaces ont été déposés sur des textiles en coton et leur activité photocatalytique a été mesurée pour la décomposition en flux de H2S sous irradiation à la lumière visible. De plus, les applications potentielles de ces textiles revêtus par LbL pour l'élimination d'autres polluants intérieurs communs ont été illustrées par la décomposition d’acétaldéhyde, de méthyl éthyl cétone et d’ammoniac gazeux sous irradiation à la lumière visible.