Фотокатализаторы на основе диоксида титана: получение и применение

Как сделать правильный выбор

Прежде чем задумываться о том, какой выбрать очиститель, следует уточнить желаемые его параметры по нескольким критериям. Прежде всего следует вычислить необходимую мощность прибора, ведь от этого зависит площадь охвата очисткой воздушных масс помещения. Ведь если мощности будет недостаточно, то прибор просто не будет эффективно выполнять возложенные на него задачи, в противном же случае – он будет способствовать перерасходу электроэнергии.

Еще один важный момент – если уж вы выбираете фотокаталитический воздухоочиститель, то лучше всего приобретать прибор с наличием дополнительный функций и комплектующих. В частности, это может быть наличие дополнительного фильтра, позволяющего одновременно очищать воздух в помещении и от органических и от неорганических видов загрязнений.

Кроме того, последние модели воздухоочистителей оснащаются и дополнительным функционалом, как, например:

  • Наличие гигрометра, позволяющего контролировать уровень влажности в помещении.
  • Наличие датчика загрязнения воздушных масс.
  • Наличие функции автоматического очищения.

Эффективность

Фотокаталитический очиститель воздуха по своей эффективности в разы превосходит своих предшественников – устройства с угольной фильтрацией. Как удалось доказать экспертам, угольные «мойки воздуха» не справляются с нейтрализацией некоторых органических соединений, например, окиси углерода, формальдегидных соединений, окисли азота. А ведь именно эти вещества в наибольшем количестве присутствуют в городском воздухе, где полно смога и выхлопных газов.

Катализаторный очиститель способен справиться с такими видами сложных и опасных загрязнений, как:

  1. Табачный дым, гарь, угарный и любой другой токсичный газ.
  2. Производственные токсичные выхлопы.
  3. Пылевые клещи.
  4. Пыльца цветущих растений.
  5. Испарения бытовой и прочей химии.
  6. Неприятные запахи, вызванные органическими разложениями (гниение продуктов, трупов животных и насекомых).
  7. Микрочастицы продуктов жизнедеятельности людей и животных (частицы кожи, шерсти).
  8. Болезнетворные микроорганизмы (вирусы, бактерии, грибки).

Заострим внимание на том, что фотокаталитические воздухоочистители могут полностью уничтожать опасных микробов, вызывающих такие тяжелые заболевания, как золотистый стафилококк, кишечный грипп, вирусный гепатит, туберкулез, микоз, ветряную оспу, респираторные воспаления, пневмонию и др. https://www.youtube.com/embed/BpAllIsTk1Y

Прибор способен уберечь людей от инфекции в периоды сезонных эпидемий гриппа, а также он в разы повышает шансы не заразиться болезнью, если рядом находится инфицированный человек. Агрегат очень полезен для людей, страдающих аллергией и астмой. Это настоящий спасатель для дома, в котором есть маленькие дети.

На заметку! Фотокатализы могут быть дополнены другими видами фильтров (угольным, HEPA-фильтром, электростатическим), это только улучшает их характеристики.

Как работает фотокаталитический очиститель?

В основе принципа работы прибора лежит катализация. Вспомним из уроков химии, что катализатор – это некое вещество, стимулирующее и ускоряющее химическую реакцию, но при этом остающееся не расходуемым.

В системе фильтрации фотокаталитического очистителя используется два основных элемента: ультрафиолет и катализатор.

В устройстве в качестве фильтра применяется светопропускаемое пористое стекло. Обладая высокими впитывающими качествами, оно отлично задерживает частицы из воздуха. Роль катализатора исполняет диоксид титана, который легким слоем нанесен на то самое стекло.

Действие прибора происходит так: очиститель вбирает в себя воздух, фильтр задерживает различные частицы, на область фильтра с катализатором направляется ультрафиолетовое излучение. Под воздействием интенсивного УФ-света диоксид титана активирует окислительные процессы на своей поверхности. В процессе такой реакции попавшие на фильтр органические частицы разлагаются на безопасные составляющие: углекислый газ и обычную воду. Вещества расщепляются на тонком молекулярном уровне. Газ испаряется сразу, вода по мере просыхания. По сути, очиститель не накапливает загрязнения из атмосферы, а собирает и сразу полностью уничтожает их. Именно этим и обусловлена его высокая практичность.

На заметку! Испарение воды в фотокаталитических очистителях является бонусом – воздух становится более увлажненным.

Ответ

Фотокаталитический фильтр является эффективным дезодорирующим и бактерицидным средством, активирующимся под воздействием ультрафиолетового излучения.Под действием излучения воздух ионизируется, а загрязнители расщепляются на простейшие вещества в присутствии экологически безопасного катализатора (оксида титана). Это позволяет избавиться более чем на 90% от уксусной кислоты, формальдегида и аммиака и больше чем на 70 % от летучих органических соединений.

Фотокаталитический фильтр отличаются от других типов фильтров тем, что они не накапливает загрязнители, а разлагает их на безвредные вещества. Именно поэтому фотокаталитический фильтр никогда не станет источником загрязнения, каким может стать, например, HEPA или угольный фильтр, если его вовремя не заменить.Фотокаталитический фильтр сам по себе совершенно бесполезен, но если на него светит ультрафиолетовая лампа, то происходят чудеса. При взаимодействии диоксида титана, которым обычно покрыт фотокаталитический фильтр, и УФ-света образуются мощные природные окислители — озон и высшие оксиды, которые способны очищать воздух от самых мельчайших и очень опасных загрязнений. Вырабатывающиеся на поверхности фотокаталитического фильтра окислители действуют на молекулярном уровне – вступают в химическую реакцию с токсичными веществами, разлагая их на боле простые безвредные элементы. Так рассеивается табачный дым, не оставляя после себя неприятного запаха, разлагаются другие летучие вещества.

Фотокатализ способен справиться и с вирусами и бактериями. Образовавшиеся окислители повреждают внешнюю оболочку микроорганизмов, после чего они не могут более размножаться и постепенно погибают. Поэтому фотокаталитические фильтры активно используются для уничтожения пылевого клеща, плесени, грибка, бактерий и вирусов.

Ну а с обычными неприятными запахами, которые так часто появляются в наших домах, например от пригоревшей пищи, отсыревших или старых вещей, затхлого воздуха, фотокаталитический фильтр избавит Вас в считанные минуты. Стоит только включить на воздухоочистителе режим фотокатализа, и уже через несколько минут в комнате останется только запах свежести.

Именно поэтому, благодаря высокоэффективному удалению различных видов загрязнений фотокаталитические фильтры получили такое широкое распространение. Причем их эффективность не снижается со временем, как это происходит с угольными и Hepa-фильтрами, которые требуют регулярной замены. Фотокаталитический фильтр прослужит Вам ровно столько же, сколько будет способен проработать сам воздухоочиститель. Потому что основной его действующий элемент – катализатор, нанесенный на поверхность фильтра, совершенно не расходуется. Он лишь усиливает химическую реакцию, но сам не тратится. Все, что Вам придется со временем менять – это УФ-лампа, которая теряет свою эффективность через 1-2 года (в зависимости от того, как часто Вы включаете функцию фотокатализа).

Фотокаталитические фильтры практически не требуют ухода, достаточно пылесосить их раз в полгода, но ни в коем случае не мыть водой.

Еще одной особенностью фотокаталитических фильтров является то, что их эффективность не уменьшается в процессе работы.

Принцип работы

Данный вид климатической техники, в общих чертах, состоит из катализатора и ультрафиолетовой лампы. Вследствие их взаимодействия и происходит очистка воздушных масс. Ультрафиолетовые лучи, направляясь на катализатор, приводят к явлению фотокатализа – образования натурального вещества, имеющего высокую окислительную способность. Именно данное вещество и предназначено для уничтожения всех загрязняющих веществ из воздушного пространства, осевших на поверхности катализатора.

В воздухоочистителях с фотокаталитической системой материалом для фильтра чаще всего выступает пористое стекло. Оно имеет высокие впитывающие свойства и способно удерживать даже самые маленькие частицы. В качестве катализатора чаще всего отмечается применение диоксида титана.

Фотокаталитический очиститель воздуха не может накапливать загрязнения, микроорганизмы, пыль и пр. – при этом, отсутствует необходимость в замене фильтра, поскольку прибор сам себя очищает. Кроме того, очистители воздуха с фотокаталитическими фильтрами производят дополнительное увлажнение воздуха в помещении, так как в процессе их работы происходит испарение воды из воздушного потока.

Делая выбор в пользу фотокаталитического очистителя вы избавляете себя от необходимости дышать:

  • Выхлопным и угарным газом.
  • Окисями азота.
  • Фенолами и формальдегидами.
  • Табачным дымом.
  • Пылью и копотью.
  • Домашними, растительными и животными аллергенами.
  • Аммиаком и сероводородом.
  • Вредными и неприятными пищевыми запахами.
  • Болезнетворными бактериями и вирусами, в частности гриппом, туберкулезом, плесенью.
  • Токсическими органическими соединениями бытового и промышленного происхождения.

Преимущества и недостатки

Чтобы не сомневаться в том, какому очистителю отдать предпочтение, нужно выбирать его модель после изучения всех преимуществ и недостатков. Наличие фотокаталитических фильтров в очистителе воздуха имеет ряд дополнительных преимуществ, кроме уже приведенных:

  • Экономичность. Поскольку в устройстве нет необходимости гнать воздушные массы под сильным давлением, то у него очень низкий коэффициент энергопотребления.
  • Экологичность. Расщепление любого рода загрязнений производится только на абсолютно безопасные для человека и окружающей среды составляющие.
  • Легкость в обслуживании. Данное устройство можно очищать с помощью пылесоса всего один раз на протяжении года.

Стоит сказать, что у данного устройства, как и у любого другого, имеются свои недостатки. Это стоит учитывать, выбирая воздухоочиститель. Так, к недостаткам прибора можно отнести:

  • Невозможность очищения воздуха от неорганического загрязнения с их помощью. Так, например, при ремонтных, строительных или отделочных работах данный воздухоочиститель будет абсолютно бесполезен.
  • Полное очищение воздушных масс от бактерий, в том числе и от полезных. Этот недостаток больше всего играет роль для семей с детьми, поскольку безбактериальная среда – главный враг детского иммунитета.

Преимущества и недостатки

Таким образом, фотокаталитические очистители воздуха могут буквально аннигилировать не только загрязнения, но и запахи, и вредные химические примеси вроде никотина и табачных смол. Более того, фотокаталитический очиститель является эффективным обеззараживателем воздуха. Действие фотокатализаторов губительно не только для мертвой органики, но и для живой – бактерий, спор грибов и даже вирусов, против которых традиционные фильтры практически бесполезны.

Описание работы фотокаталитического очистителя

В качестве фильтра фотокаталитических очистителей воздуха выступает особый материал, называемый пористым стеклом. Он, подобно губке впитывает (адсорбирует) взвешенные в воздухе примеси. На поверхность стекла методом нанонапыления нанесен слой диоксида молекулярной толщины. Столь тонкий слой является полностью проницаемым для света (что является необходимым условием для фотокатализа) и не уменьшает адсорбирующих свойств пористого стекла. Поверхность фотокаталитического фильтра облучается ультрафиолетовым лучом большой мощности. Задержанные порами стекла частички органики в среде диоксида титана под действием ультрафиолетового излучения разлагаются на углекислый газ и воду, которая тут же испаряется, увеличивая влажность воздуха. Благодаря этому фотокаталитические фильтры не нуждаются в очистке – их просто не от чего очищать, они не держать загрязнения в себе.

Также фотокаталитические очистители выгодно отличаются от традиционных низким уровнем энергопотребления. Ведь львиная доля потребляемой традиционными очистителями энергии уходит на «прогон» воздуха через плотный фильтр. «Сопутствующим» преимуществом низкой мощности насоса является его малая шумность.

Такой воздух вряд ли под силу очистителю

Главным недостатком фотокаталитической очистки воздуха является ее полная бесполезность против загрязнений неорганического характера. Например, если у вас в квартире затянувшийся ремонт, и вы не хотите дышать цементной пылью, традиционная «мойка воздуха» принесет вам намного больше пользы, чем самый совершенный фотокаталитический очиститель.

Другой проблемой является излишняя стерилизация воздуха от микроорганизмов. Фотокатализ одинаково губителен как для опасных бактерий и вирусов, так и для безвредных. На взрослых это не окажет большого влияния, зато отсутствие контактов с микромиром может воспрепятствовать развитию нормального иммунитета у детей. Поэтому особо увлекаться фотокаталитической очисткой воздуха детских комнат не рекомендуется.

Преимущества и недостатки

У любого устройства есть свои преимущества и слабые стороны. Рассмотрим фотокаталитическую «мойку» воздуха именно с этой позиции.

Плюсы

  1. Вещества, попадаемые в систему фильтрации, не скапливаются, а сразу же подвергаются полному уничтожению.
  2. Нет надобности менять фильтры, потому что в них ничего не остается. Это экономит время и деньги.
  3. Максимально высокая степень очистки воздуха от органических частиц и химических соединений. Прибор уничтожает порядком 99% токсинов. В сравнении с угольными очистителями, катализаторные превосходят их в сотни раз.
  4. Достаточно высокая скорость очистки воздуха. Прибор способен обезвредить воздух в средней жилой комнате за 15 минут.
  5. Низкое энергопотребление.
  6. Малошумная работа.
  7. Практически мгновенная нейтрализация неприятных запахов.
  8. В процессе уничтожения токсины разлагаются на экологические, абсолютно безвредные составляющие.
  9. Простота в эксплуатации и обслуживании устройства.

Минусы

  1. Био-фильтр неэффективен против загрязнений неорганического происхождения. Например, очиститель не уничтожит бетонную пыль, синтетический ворс.
  2. Вместе с вредоносными микроорганизмами агрегат убивает и полезных микробов, необходимых для формирования здоровой микрофлоры в организме. Его нельзя эксплуатировать слишком часто.

На заметку! Чрезмерная стерильность воздуха негативно сказывается на иммунитете, ослабляя его. Это особенно опасно для детей.

Как выбрать?

Чтобы выбрать качественный фотокаталитический домашний очиститель воздуха, узнаем, на какие критерии обращать свое внимание

Мощность

От параметра мощности напрямую зависит производительность агрегата. Низкий уровень мощности грозит тем, что «мойка» будет слишком медленно очищать воздух, потребляя при этом существенный объем энергии.

Высокая мощность – гарантия высокой производительности. Сегодня производители стараются внедрять в свои модели системы по экономии электричества, что является немаловажным фактором.

Дополнительные фильтры

Как уже было написано выше, катализаторная система фильтрации не может очищать воздух от загрязнений неорганического характера. Чтобы наслаждаться микроклиматом в помещении, свободным от синтетических частиц, необходимо выбирать модели с дополнительными фильтрами. Результативность такого прибора повышается во много раз. Но имейте в виду, что дополнительные фильтры придется менять по мере их загрязнения.

Управление

Все современные модели имеют электронную систему управления. В большинстве приборов предусмотрены пульты ДУ. Специалисты рекомендуют выбирать агрегаты, управляющиеся не только с пультов, но и через панель на самом корпусе. Электронное табло облегчит выбор настроек, отображая текущие параметры.

Полезные опции

Очень полезной функцией является встроенный датчик (гигрометр), анализирующий степень загрязнения воздуха. «Умная» система самостоятельно выбирает настройки, в зависимости от качества микроклимата в помещении. Также во многих новых моделях реализуется опция самоочищения и ионизации воздуха.

В продаже есть фотокатализы с дополнительной функцией увлажнения воздуха: в специальный резервуар набирается вода, прибор постепенно испаряет ее. Таким образом, «мойка» сочетает в себе сразу и увлажнитель воздуха.

Более дорогие модели оснащены опцией программирования и могут самостоятельно активизироваться и отключаться, согласно заданным параметрам.

Все перечисленные критерии добавят пользы и комфорта при эксплуатации прибора.

Рейтинг очистителей воздуха с фотокаталитическим фильтром

Представляем рейтинг лучших моделей «моек» воздуха с фотокаталитическим фильтром, составленный с учетом их характеристик, надежности и популярности среди покупателей.

NeoClima NCC-968

Модель сочетает в себе очиститель, ультразвуковой увлажнитель, озонатор и ионизатор воздуха. Это отличный выбор в квартиру с большой площадью. Устройство рассчитано на обслуживание площади до 45 кв.м. В приборе установлено сразу 3 вида фильтров: НЕРА-фильтр, фотокаталитически и классический угольный. Из специальных функций предусмотрен гигростат. Агрегат довольно крупный и рассчитан на напольную установку. На панели управления с LCD дисплеем множество настроек, позволяющих регулировать все опции.

NeoClima NCC-968 – настоящая эко-станция для вашего дома. Купить модель можно за 12000-13000 р.

Foxcleaner Ion

Еще один инновационный «чистильщик» для идеального микроклимата в жилище. Аппарат реализует в себе сразу 4 системы фильтрации (фотокаталитический фильтр, НЕРА-фильтр, электростатический, угольный). Величина обслуживаемой площади – 20 кв.м. Помимо основной задачи, прибор выполняет функцию ионизации и увлажнения. Электронное управление сочетается с дисплеем. Устройство можно программировать, устанавливая таймер в диапазоне 12 часов. Установка модели настольная. Средняя цена девайса – 6500 р.

Daikin MCK75JVM-K

Еще один лучший бытовой фотокаталитический очиститель, выполненный в стильном дизайне. В него также интегрирована система увлажнения и ионизации воздуха. Аппарат рассчитан на большую площадь, имея производительность до 450 куб.м/ч. Его можно применять в двух или трехэтажном доме, детских садах и школах, клиниках, на производствах.

В модели предусмотрено 6 режимов работы и таймер. На основе датчиков загрязнения аппарат может самостоятельно выбирать программу. Кроме прочего, у него есть защита от детей и опция автоматического отключения. Ориентировочная стоимость модели – 49000 р.

Timberk TAP FL150 SF

Элегантный дизайн в зауженном компактном корпусе – это первое, что бросается в глаза при виде данной модели. Бытовой очиститель воздуха рассчитан на квартиру и способен обслуживать 25 кв. м. Фотокаталитический фильтр в нем сочетается с НЕРА-фильтром. Электронное управление, дисплей, программируемый таймер – все для удобства и комфорта пользователя. Дополнительных опций у аппарата нет, он рассчитан исключительно на очищение воздуха от биологических и синтетических веществ. Его можно устанавливать на пол или на стол. Узкий корпус позволяет разместить агрегат в узких нишах, экономя пространство. Цена модели варьируется в пределах 6500-7500 р.

AIC XJ-3800A1

«Мойка» воздуха с тремя ступенями фильтрации (НЕРА-фильтр, фотокаталитический, угольный) обслуживает 60 кв. м площади. Система ионизации расширяет возможности прибора, обеспечивая мощное антибактериальное действие. Агрегат рассчитан на напольную установку, управляется система через пульт ДУ или посредством электронной панели. Корпус реализует необычную задумку дизайнеров, устройство идеально впишется в современный интерьер. Средняя цена модели 15000 р.

Надеемся наш обзор раскрыл для вас все «тайны» фотокаталитическиих очистителей и помог сориентироваться в выборе. Совершая покупку, убедитесь, что к товару прилагается гарантия от производителя.

Название NeoClima NCC-968 Foxcleaner Ion Daikin MCK75JVM-K Timberk TAP FL150 SF AIC XJ-3800A1
Назначение прибора очистка воздуха / увлажнение очистка воздуха очистка воздуха / увлажнение очистка воздуха очистка воздуха
Управление электронное, дисплей электронное, дисплей, таймер таймер электронное, дисплей, таймер электронное, таймер, пульт ДУ
Габариты (ШхВхГ) 452x438x233 мм 175x220x150 мм 395x590x268 мм 176x647x224 мм 343x610x255 мм
Производительность очистки воздуха (CADR) 250 куб.м/ч н.д 450 куб.м/ч 238 куб.м/ч 360 куб.м/ч
Фильтры НЕРА-фильтр, фотокаталитический, угольный НЕРА-фильтр, фотокаталитический, электростатический, угольный фотокаталитический, электростатический НЕРА-фильтр, фотокаталитический НЕРА-фильтр, фотокаталитический, угольный
Цена от 12900 руб. от 6490 руб. от 47900 руб. от 5990 руб. от 17190 руб.
Где купить
Ссылка на основную публикацию