ISO 10676-2010 Fine ceramics (advanced ceramics advanced technical ceramics) - Test method for water purification performance of semiconducting photocatalytic m.pdf

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1、 Numro de rfrence ISO 10676:2010(F) ISO 2010NORME INTERNATIONALE ISO 10676 Premire dition 2010-12-15Cramiques techniques Mthode dessai relative la performance des matriaux photocatalytiques semi-conducteurs pour la purification de leau par mesurage de la capacit de formation de loxygne actif Fine ce

2、ramics (advanced ceramics, advanced technical ceramics) Test method for water purification performance of semiconducting photocatalytic materials by measurement of forming ability of active oxygen ISO 10676:2010(F) PDF Exonration de responsabilit Le prsent fichier PDF peut contenir des polices de ca

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8、rg Web www.iso.org Publi en Suisse ii ISO 2010 Tous droits rservsISO 10676:2010(F) ISO 2010 Tous droits rservs iiiSommaire Page Avant-propos .iv Introduction.v 1 Domaine dapplication 1 2 Rfrences normatives.1 3 Termes et dfinitions 1 4 Principe 2 5 Appareillage .2 6 Ractif (pour solution dessai).4 7

9、 Prparation de lprouvette 5 8 Mode opratoire.5 9 Calculs6 10 Rapport dessai8 Annexe A (informative) Exemple de rsultats dessai.9 Bibliographie.11 ISO 10676:2010(F) iv ISO 2010 Tous droits rservsAvant-propos LISO (Organisation internationale de normalisation) est une fdration mondiale dorganismes nat

10、ionaux de normalisation (comits membres de lISO). Llaboration des Normes internationales est en gnral confie aux comits techniques de lISO. Chaque comit membre intress par une tude a le droit de faire partie du comit technique cr cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non

11、gouvernementales, en liaison avec lISO participent galement aux travaux. LISO collabore troitement avec la Commission lectrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation lectrotechnique. Les Normes internationales sont rdiges conformment aux rgles donnes dans les Directives ISO/

12、CEI, Partie 2. La tche principale des comits techniques est dlaborer les Normes internationales. Les projets de Normes internationales adopts par les comits techniques sont soumis aux comits membres pour vote. Leur publication comme Normes internationales requiert lapprobation de 75 % au moins des c

13、omits membres votants. Lattention est appele sur le fait que certains des lments du prsent document peuvent faire lobjet de droits de proprit intellectuelle ou de droits analogues. LISO ne saurait tre tenue pour responsable de ne pas avoir identifi de tels droits de proprit et averti de leur existen

14、ce. LISO 10676 a t labore par le comit technique ISO/TC 206, Cramiques techniques. ISO 10676:2010(F) ISO 2010 Tous droits rservs vIntroduction La photocatalyse revt de nombreuses fonctions, toutes excellentes, au nombre desquelles on citera des actions autonettoyante, anticondensation, antibactrienn

15、e, dsodorisante, ainsi que llimination de polluants sous rayonnement lumineux; cest pourquoi ses domaines dapplication se sont rcemment largis. Parmi ces domaines, on voit se dvelopper la photocatalyse des fins de purification de leau, qui limine les polluants de leau et dont les produits arrivent s

16、ur le march. Il existe par consquent une forte demande en faveur dune mthode dessai permettant dvaluer correctement la performance en matire de purification de leau. La prsente Norme internationale dcrit une mthode dessai permettant de dterminer la performance en matire de purification de leau des m

17、atriaux photocatalytiques utiliss pour des applications de purification de leau. NORME INTERNATIONALE ISO 10676:2010(F) ISO 2010 Tous droits rservs 1Cramiques techniques Mthode dessai relative la performance des matriaux photocatalytiques semi-conducteurs pour la purification de leau par mesurage de

18、 la capacit de formation de loxygne actif 1 Domaine dapplication La prsente Norme internationale spcifie une mthode dessai traitant des matriaux photocatalytiques forms ou fixs la surface dun autre matriau dans le but de dgrader les polluants dans leau pour purifier celle-ci, en utilisant la perform

19、ance photocatalytique. La prsente mthode dessai est applicable des matriaux photocatalytiques sous irradiation UV et non sous irradiation par lumire visible. 2 Rfrences normatives Les documents de rfrence suivants sont indispensables pour lapplication du prsent document. Pour les rfrences dates, seu

20、le ldition cite sapplique. Pour les rfrences non dates, la dernire dition du document de rfrence sapplique (y compris les ventuels amendements). ISO 10677, Cramiques techniques Source de lumire ultraviolette pour lessai des matriaux photocatalytiques semiconducteurs 3 Termes et dfinitions Pour les b

21、esoins du prsent document, les termes et dfinitions suivants sappliquent. 3.1 photocatalyseur substance excutant une ou plusieurs fonctions bases sur des ractions doxydo-rduction sous photoirradiation, incluant la dgradation et llimination de tous les contaminants de lair et de leau, la dsodorisatio

22、n, ainsi que des actions antibactrienne, autonettoyante et anticondensation 3.2 purification de leau purification par dgradation des contaminants contenus dans leau 3.3 matriaux photocatalytiques matriaux dans lesquels ou sur lesquels le photocatalyseur est ajout par revtement, imprgnation, mlange,

23、etc. NOTE De tels matriaux photocatalytiques sont destins un usage comme celui de matriaux de construction pour le btiment et les routes pour assurer les fonctions mentionnes ci-dessus. 3.4 eau purifie eau purifie par change ionique, de conductivit lectrique infrieure 1 S/cm ISO 10676:2010(F) ISO 20

24、10 Tous droits rservs 24 Principe La prsente Norme internationale traite du dveloppement, de la comparaison, de lassurance qualit, de la caractrisation, de la fiabilit et de la gnration de donnes de fabrication des matriaux photocatalytiques. La mthode a pour objet de dterminer la performance des ma

25、triaux photocatalytiques en matire de purification de leau en exposant une prouvette une eau modle sous clairage ultraviolet (UV). Il est difficile de choisir un polluant spcifique comme ractif pour lessai de performance en matire de purification de leau car leau contient en ralit de nombreux types

26、de polluants. Le mcanisme de purification de leau par la raction photocatalytique rsidant dans loxydation et la dgradation des polluants prsents dans leau par loxygne actif form partir du photocatalyseur activ par lirradiation UV, il est possible dvaluer la performance en matire de purification de l

27、eau en mesurant la capacit de formation de loxygne actif par le photocatalyseur activ dans leau. Par consquent, on choisit comme indicateur le dimthylsulfoxyde (DMSO), qui donne de lacide mthanesulfonique (MSA) comme produit de la raction photocatalytique, comme le montre la formule suivante le mtha

28、ne sulfinate (MSI) est un produit intermdiaire. Cette raction est souvent utilise pour le dosage de loxygne actif. Lprouvette, dpose dans un photoracteur flux, est active par irradiation UV; le DMSO est alors dgrad, entranant la production de MSA sa surface. La performance en matire de purification

29、de leau est value daprs la diminution de la concentration en DMSO et la gnration de MSA. Ladsorption de DMSO par lprouvette est value par lessai dans lobscurit (sans irradiation UV). a) (CH 3 ) 2 SO (DMSO) + OH CH 3 S(O)OH (MSI) + CH 3b) CH 3 S(O)OH (MSI) + OH + O 2 CH 3 S(O) 2 OH (MSA) + OOH c) (CH

30、 3 ) 2 SO (DMSO) + OOH CH 3 S(O) 2 OH (MSA) + CH 3d) CH 3 S(O) 2 OH (MSA) + OH H 2 SO 4+ CH 35 Appareillage Lquipement dessai permet dtudier la performance dun matriau photocatalytique en matire de purification de leau en assurant lalimentation en eau dessai et la circulation de celle-ci de manire c

31、ontinue, tout en procdant la photoirradiation pour activer le photocatalyseur. Lquipement consiste en une alimentation en eau dessai, un photoracteur (avec cales), une source lumineuse et un quipement de mesure pour leau dessai. Le photoracteur na pas de couvercle, cest-dire que lessai est ralis dan

32、s un systme ouvert. Un exemple de systme dessai est reprsent la Figure 1. ISO 10676:2010(F) ISO 2010 Tous droits rservs 3Dimensions en millimtres 20 70 120 120 200 290 P P 1 1 2 2 3 4 4 5Lgende 1 lampe 2 prouvette 3 cales 4 pompe 5 solution dessai Figure 1 Reprsentation schmatique de lquipement dess

33、ai Lquipement dessai est constitu des composants dcrits de 5.1 5.5. 5.1 Alimentation en eau dessai Lalimentation en eau dessai consiste en un rgulateur de dbit (voir Note) et une conduite deau permettant de faire circuler le volume prdtermin deau dessai la vitesse prdtermine dans le photoracteur. IS

34、O 10676:2010(F) ISO 2010 Tous droits rservs 4NOTE Le rgulateur de dbit est une pompe djection qui permet djecter et de faire circuler un volume dtermin deau dessai vers lprouvette dans un photoracteur une vitesse prdtermine sur une longue dure. Par exemple, une pompe pristaltique qui jecte la soluti

35、on en comprimant un tube djection au moyen dune roue. Pour la conduite deau, utiliser un matriau qui adsorbe moins de ractif, telle une rsine de silicone; le diamtre du tube doit tre adapt aux spcifications relatives au tube de raccordement du photoracteur et la pompe. 5.2 Photoracteur Le photoracte

36、ur comprend une prouvette plane ou sphrique et des cales dune hauteur dpassant de 1 cm sont places devant et derrire lprouvette afin dviter de fausser lalignement de cette dernire pendant lalimentation en eau. Le racteur doit tre fabriqu dans un matriau (rsine acrylique) qui adsorbe peu le ractif de

37、ssai et rsiste lirradiation par une lumire proche UV. 5.3 Lampe bleue lumire noire (source lumineuse) La source lumineuse doit fournir un clairage UV-A dans une gamme de longueurs donde comprise entre 300 nm et 400 nm. Les sources appropries incluent les lampes fluorescentes actiniques dites black l

38、ight (BL) et les lampes fluorescentes lumire noire dites black light blue (BLB), avec une longueur donde maximale de 351 nm ou 368 nm, comme spcifi dans lISO 10677, et les lampes arc au xnon avec des filtres optiques qui bloquent les rayonnements infrieurs 300 nm. Dans le cas dune lampe arc au xnon,

39、 un systme de refroidissement doit tre utilis conformment lISO 10677. 5.4 Appareil rayonnement ultraviolet Lappareil rayonnement ultraviolet comprend deux lampes bleues lumire noire parallles lampes fluorescentes ampoule tubulaire de 20 W, type FL20S BLB 1) . Il sagit dun montage permettant dirradie

40、r lprouvette dune manire homogne et de modifier la position de lprouvette ou de la lampe pour rgler lintensit du rayonnement. En cas dinstallation de la plaque rflchissante de la lampe, utiliser le matriau le moins sujet la dtrioration par la lumire ultraviolette. Lappareil rayonnement ultraviolet d

41、oit avoir une configuration qui permette le mesurage de lintensit du rayonnement lendroit o se trouve lprouvette. 5.5 Appareil de mesurage de lintensit de rayonnement UV Lappareil de mesurage de lintensit de rayonnement doit permettre de mesurer lintensit de rayonnement UV lemplacement de lprouvette

42、; il doit comprendre un photorcepteur ayant une bonne rponse en cosinus et un angle de vision de 2 sr. Il doit tre corrig en fonction de la source lumineuse utilise ou de la sensibilit fixe dans la gamme des longueurs donde que le matriau photocatalytique absorbe. 6 Ractif (pour solution dessai) 6.1

43、 Dimthylsulfoxyde (DMSO). Du DMSO pur plus de 99,5 % doit tre utilis. 1) Les lampes de type FL20S BLB sont des exemples de produits appropris disponibles sur le march. Cette information est donne lintention des utilisateurs du prsent document et ne signifie nullement que lISO approuve ou recommande

44、lemploi exclusif des produits ainsi dsigns. ISO 10676:2010(F) ISO 2010 Tous droits rservs 57 Prparation de lprouvette 7.1 prouvette Couper un carr du matriau photocatalytique de 100 mm 2 mm de ct, qui est la dimension type dune prouvette. Lors de la prparation des prouvettes, les contaminants organi

45、ques tels que lhuile et la pollution rsultant de ladsorption de substances organiques dans lair doivent tre limins. Il convient de prlever lprouvette sur le matriau photocatalytique lui-mme. Cependant, lorsque la forme du matriau photocatalytique rend la prparation dune prouvette difficile, il est p

46、ossible dutiliser une prouvette issue de la mme matire premire et du mme processus de fabrication que le matriau photocatalytique. En outre, lorsquil est difficile de couper un carr du matriau photocatalytique de 100 mm 2 mm, ou lorsque le matriau se prsente sous forme de baguette au lieu de plaque,

47、 il est possible dutiliser une prouvette dune dimension pouvant tre installe sur la plate-forme prvue cet effet dans le photoracteur. 7.2 Prtraitement de lprouvette 7.2.1 Suivre le mode opratoire ci-dessous. Si lessai na pas lieu immdiatement aprs le prtraitement, lprouvette doit tre conserve dans un dessiccateur rsine. Avant de procder au traitement de lprouvette, de lair frais do