Fotocatálisis homogénea y heterogénealibro
La oxidación fotocatalítica (OCP) es una tecnología de purificación del aire muy potente y tiene la capacidad de destruir partículas de hasta 0,001 micras (nanómetros), mientras que los filtros HEPA sólo pueden filtrar partículas de hasta 0,3 micras. La oxidación fotocatalítica destruye los microbios, los compuestos orgánicos volátiles (COV) y los compuestos químicamente activos (CAC).
El proceso de oxidación fotocatalítica combina la irradiación UVC con una sustancia (catalizador) dióxido de titanio (TiO2) que da lugar a una reacción que transforma los contaminantes malignos en agua, dióxido de carbono y detritus. El proceso de purificación del aire mediante la oxidación fotocatalítica
¿Cómo funcionan los materiales fotocatalíticos?
Un fotocatalizador es un material que absorbe la luz para llevarla a un nivel de energía más alto y proporciona dicha energía a una sustancia que reacciona para que se produzca una reacción química.
¿Cómo funciona el dióxido de titanio como fotocatalizador?
Fotocatálisis con luz visible
Debido a su gran brecha de banda de 3,2 eV, el dióxido de titanio absorbe principalmente en la región UV y tiene una absorción muy limitada en la región visible. … García y sus colaboradores informaron de la generación fotocatalítica de hidrógeno utilizando nanocompuestos de oro y dióxido de titanio bajo irradiación de luz visible.
¿Qué hace que un fotocatalizador sea bueno?
Para que un fotocatalizador sea eficaz, la energía de la brecha de banda debe ser inferior a 3 eV para ampliar la absorción de la luz en la región visible y utilizar eficazmente la energía solar.
Principios y aplicación de la fotocatálisis
¿Qué es la fotocatálisis? se preguntará cuando escuche la palabra por primera vez. Pero es muy sencillo: la fotocatálisis, una reacción química de la luz sobre un catalizador. En el curso de esta reacción, se forman radicales de oxígeno que destruyen con seguridad las partículas orgánicas sin dejar ningún residuo. Desde hace algunos años, esta tecnología de limpieza eficaz y respetuosa con el medio ambiente está cada vez más en el punto de mira de la ciencia y la práctica. El prestigioso Instituto Fraunhofer de Ingeniería de Superficies y Películas Finas IST de Braunschweig, por ejemplo, lleva tiempo investigando cómo las fachadas, los tejados y las carreteras pueden limpiarse por sí mismos con la ayuda de revestimientos fotocatalíticos y contribuir a reducir de forma sostenible los contaminantes del aire.
Los tres primeros pasos de filtrado son, en principio, similares a los de los purificadores de aire convencionales: las partículas grandes y las más pequeñas se filtran del aire ambiente mediante prefiltros, carbón activado y filtros HEPA. En el cuarto paso tiene lugar la fotocatálisis: Aquí, la luz UV-A de los módulos LED de alta potencia se encuentra con 250 g de dióxido de titanio sólido. Este proceso da lugar a la reacción química ya descrita, en la que se descomponen y neutralizan virus como el SARS-CoV-2 + variantes, bacterias, alérgenos y gases nocivos.
¿Por qué necesitamos la fotocatálisis?
La fotocatálisis inicia la conversión química utilizando energía fotónica. Las principales aplicaciones de las reacciones de oxidación fotocatalítica son la reducción de la contaminación ambiental, la autolimpieza y la autodesinfección de productos.
¿Dónde se utiliza la fotocatálisis?
Se han identificado muchos usos potenciales de la fotocatálisis del TiO2, como la producción de combustible de hidrógeno, la desintoxicación de efluentes, la desinfección, la autolimpieza superhidrófila, la eliminación de contaminantes gaseosos inorgánicos/orgánicos y la síntesis de combustibles orgánicos.
¿Qué es el revestimiento fotocatalítico?
Un revestimiento fotocatalítico es un revestimiento que contiene fotocatalizadores como ingredientes. … La fotocatálisis es el ciclo completo de conversión de la energía luminosa (del sol o de una fuente de luz eléctrica) en energía química que se transfiere al vapor de agua para producir especies de oxígeno activo en la superficie.
Importancia de la fotocatálisis
En la naturaleza hay una interacción continua de dos fuerzas: la materia orgánica se crea y la materia orgánica se rompe o descompone. Las plantas combinan la energía luminosa del sol, el hidrógeno del agua, el dióxido de carbono y el nitrógeno del abono del suelo para crear las moléculas orgánicas de la vida.
La fotocatálisis es una forma de fotosíntesis que en realidad invierte la fotosíntesis basada en las plantas. Es un proceso natural por el que la energía de la luz incide en un mineral y desencadena un proceso químico que da lugar a la ruptura o descomposición de la materia orgánica. La UV-PCO (fotocatálisis ultravioleta) es una tecnología que acelera la descomposición natural de la materia orgánica.
Por definición, la fotocatálisis es la aceleración de una fotorreacción en presencia de un catalizador. Un catalizador es una sustancia que acelera o acelera una reacción química sin ser utilizada en esa reacción química. Por ejemplo, en los convertidores catalíticos utilizados en los automóviles, el platino acelera la descomposición química de los gases de escape en gases inocuos y el platino no se consume en el proceso. En el UV-PCO, la energía lumínica del sol o de las lámparas fluorescentes energiza un mineral llamado dióxido de titanio anatásico (TiO2) y se acelera la descomposición química natural de las moléculas orgánicas como la suciedad, el material sucio y los COV. El TIO2 no se agota en el proceso, por lo que el proceso UV-PCO puede seguir descomponiendo las moléculas orgánicas una y otra vez hasta que sólo quede un gas inocuo.
¿Es la fotocatálisis perjudicial para el ser humano?
¿Es segura la oxidación fotocatalítica? Sí, la tecnología transforma los contaminantes del aire en subproductos inocuos y el proceso es eficaz para mejorar la calidad del aire.
¿Qué catalizador se utiliza en la fotocatálisis?
utilizó hidróxidos férricos y sales coloidales de uranio como catalizadores para la creación de formaldehído bajo la luz del espectro visible.
¿Por qué se utiliza el azul de metileno en la fotocatálisis?
La degradación fotocatalítica oxida los compuestos orgánicos complejos en sustancias inorgánicas de pequeño tamaño molecular, como el dióxido de carbono y el agua, bajo la luz. La reacción es completa y no causa contaminación secundaria [1,2]. El azul de metileno se utiliza no sólo para teñir papel y material de oficina, sino también para matizar los colores de la seda.
Revisión del mecanismo de la fotocatálisis
ResumenLa conversión de la energía solar en energía química es una forma prometedora de generar energía renovable. La producción de hidrógeno mediante la división del agua sobre fotocatalizadores semiconductores es un enfoque sencillo y rentable para la síntesis de hidrógeno solar a gran escala. Desde el descubrimiento del efecto Honda-Fujishima, se ha avanzado mucho en este campo y se han desarrollado numerosos materiales fotocatalíticos y sistemas de separación de agua. En esta revisión, resumimos los sistemas de separación de agua existentes basados en fotocatalizadores de partículas, centrándonos en los componentes principales: semiconductores que recogen la luz y cocatalizadores. También se discuten los principios esenciales de diseño de los materiales empleados para los sistemas globales de separación de agua basados en la fotoexcitación de uno y dos pasos, concentrándose en tres procesos elementales: fotoabsorción, transferencia de carga y reacciones catalíticas superficiales. Por último, se exponen los retos y los posibles avances asociados a la división del agua solar mediante fotocatalizadores de partículas para futuras aplicaciones comerciales.