Cơ chế hoạt động của quang xúc tác trong việc phân hủy các chất độc hại

Cơ chế hoạt động tổng quan của Quang xúc tác

Công nghệ quang xúc tác (photocatalysis) là một dung dịch đặc biệt, sau khi được phun phủ lên bề mặt vật thể, sẽ chuyển thành một lớp phủ không màu, không mùi và tuyệt đối an toàn cho sức khỏe. Cơ chế hoạt động của nó dựa trên các phản ứng hóa học tự nhiên, trong đó năng lượng duy nhất cần thiết là ánh sáng. Khi có ánh sáng chiếu vào, chất quang xúc tác sẽ tự động phát huy tác dụng kháng khuẩn, khử mùi và chống lại sự xâm nhập của vi khuẩn – virus.

Quy trình phân hủy/phân giải của T-SHIELD COAT (một loại chất phủ quang xúc tác)

Quá trình phân hủy/phân giải các chất độc hại diễn ra theo các bước cụ thể:

Bề mặt được phun phủ quang xúc tác

Đây là bước đầu tiên, tạo ra một lớp phủ đặc biệt trên bề mặt cần xử lý.

Kích hoạt phản ứng quang xúc tác

Khi ánh sáng chiếu vào chất xúc tác (Titanium Oxide – TiO₂) trên bề mặt, phản ứng quang xúc tác bắt đầu hoạt động. Phản ứng này xảy ra khi có đủ ánh sáng và tiếp xúc với Oxy (O₂) và Nước (H₂O) trong không khí.

Sinh ra các tác nhân phân hủy mạnh

Kết quả của phản ứng này là sự hình thành các tác nhân có hoạt tính rất cao:

• Ion siêu oxit (O₂⁻).
• Gốc OH (OH⁻). Các gốc OH này được gọi là loại gốc tự do mạnh nhất và có khả năng phân hủy, loại bỏ các chất độc hại. Khả năng oxy hóa của gốc OH mạnh hơn nhiều so với các chất khử trùng phổ biến khác như Ozone, nước Oxy già, Axit hypochlorous, và mạnh gấp khoảng 2 lần so với clo.

• Phân rã các chất độc hại: Những tác nhân có hoạt tính cao này sẽ giúp phân hủy các hợp chất hữu cơ độc hại và vi rút – vi khuẩn. Cụ thể, khi các chất độc hại (như Virus cúm, vi khuẩn E.coli) tiếp xúc với gốc OH, Hydrogen trong vật chất bị phân tách ra mạnh mẽ. Điều này dẫn đến việc vật chất bị phá hủy, phá hủy lớp Lipit Envelope và vô hiệu hóa virus, hoặc phá hủy màng tế bào vi khuẩn, khiến vi khuẩn bị tiêu diệt.
• Kết quả cuối cùng: Vô hiệu hóa (vô hại hóa): Các chất độc hại sẽ được phân rã thành các chất vô hại như Carbon dioxide (CO₂) và Nước (H₂O).
• Hoạt động liên tục: Chỉ cần lớp phủ T-SHIELD COAT bao phủ bề mặt, phản ứng hóa học xảy ra liên tục bất kể là ban ngày hay ban đêm nếu có ánh sáng, và sẽ tiếp tục lặp lại hàng vạn lần mỗi giây.

Sự an toàn của các tác nhân phân hủy mạnh

Mặc dù gốc OH có khả năng oxy hóa mạnh mẽ, nó lại an toàn tuyệt đối với sức khỏe con người, trẻ nhỏ và động vật.

• Gốc OH phát sinh từ titanium dioxide trên các bề mặt như tường có tuổi thọ rất ngắn, dưới 0,1 giây.
• Chúng sẽ ngay lập tức kết hợp với các chất độc hại và biến mất, do đó không thể xâm nhập vào cơ thể.
• Quá trình oxy hóa hoàn toàn này không tạo ra các sản phẩm trung gian có hại.
• Titanium dioxide (TiO₂), thành phần chính của quang xúc tác, là một khoáng chất cực kỳ ổn định về mặt vật lý và hóa học, không gây hại cho con người và động vật. Nó được sử dụng rộng rãi trong các sản phẩm như sơn, mỹ phẩm, thuốc, và thậm chí là phụ gia thực phẩm (trong kẹo cao su, sô cô la trắng).
• Apatit, một thành phần khác, giúp hấp thụ virus, vi khuẩn và bảo vệ vật liệu nền. Nó cũng an toàn và được dùng trong kem đánh răng, phụ gia thực phẩm.

Như vậy, quá trình phân hủy/phân giải của quang xúc tác là một chu trình tự động, hiệu quả và an toàn, biến các tác nhân gây hại thành các chất vô hại, góp phần tạo nên một không gian sống sạch sẽ và an toàn hơn.