Fotocatálisis

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Cuando se habla de fotocatálisis se hace referencia a una reacción catalítica que involucra la absorción de luz por parte de un catalizador o sustrato.

En la química , la fotocatálisis es la aceleración de una fotorreacción en presencia de un catalizador. En la catálisis fotogenerada, la actividad fotocatalítica (PCA) depende de la capacidad del catalizador para crear pares electrón-hueco , que generan radicales libres (por ejemplo, radicales hidroxilo : • OH) capaces de sufrir reacciones secundarias. Se hizo posible su aplicación práctica por el descubrimiento de agua de electrólisis por medio de dióxido de titanio . El proceso utilizado comercialmente se llama el proceso de oxidación avanzada (AOP). Hay varias formas de la AOP se puede llevar a cabo, los cuales pueden (pero no necesariamente) implicar el TiO 2 o incluso el uso de la luz UV. En general, el factor de definición es la producción y el uso de la hidroxilo radical.

Durante el proceso fotocatalítico, tal como se explica más adelante, ocurren tanto reacciones de oxidación como de reducción, por lo que no sólo se puede aplicar la fotocatálisis a la oxidación de compuestos orgánicos, sino también a la reducción de iones inorgánicos y a la reducción de otros compuestos orgánicos.

Proceso fotocatalítico[editar]

La fotocatálisis implica la combinación de la fotoquímica con la fotocatálisis. Ambos, luz y catalizador, son necesarios para alcanzar o acelerar una reacción química. Así, la fotocatálisis puede ser definida como la aceleración de una fotoreacción mediante un catalizador.

La etapa inicial del proceso consiste en la generación de un par electrón-hueco en las partículas del semiconductor. Cuando un fotón con energía hv, que iguala o supera la energía del salto de banda del semiconductor, Eg, incide sobre éste, se promueve un electrón, e-, de la banda de valencia hacia la banda de conducción, generándose un hueco, h+, en la banda de valencia. La energía de banda prohibida se define como la diferencia energética de la banda de valencia y la banda de conducción de un fotocatalizador.

Tipos de Fotocatálisis[editar]

Fotocatálisis homogénea[editar]

En la fotocatálisis homogénea, existen los reactivos y los fotocatalizadores en la misma fase. Los fotocatalizadores homogéneos más comúnmente usados incluyen, ozono, óxido de metal de transición y foto- Fenton sistemas (Fe + y Fe + / H 2 O 2 ). Las especies reactivas es el • OH que se utiliza para diferentes propósitos. El mecanismo de la producción de radicales hidroxilo por el ozono puede seguir dos caminos. O 3 + hv → O 2 + O (1D) O (1D) + H 2 O → • OH + OH • O (1D) + H 2 O → H 2 O 2 H 2 O 2 + hv → • OH + OH •

Fotocatálisis heterogénea[editar]

La fotocatálisis heterogénea tiene el catalizador en una fase diferente de los reactivos. Este tipo de fotocatális es una disciplina que incluye una gran variedad de reacciones: oxidaciones leves o totales, deshidrogenación, transferencia de hidrógeno, 18 O 2 - 16 O 2 y el intercambio isotópico de deuterio-alcano, la deposición de metales, la desintoxicación del agua, la eliminación de contaminantes gaseosos.

Aplicaciones[editar]

-Tratamiento de aguas residuales.

-El uso de dióxido de titanio en el vidrio de auto-limpieza . Los radicales libres generada a partir de TiO 2 oxidar materia orgánica.

-La desinfección del agua por soportados de dióxido de titanio fotocatalizadores, una forma de desinfección solar del agua.

-La oxidación de orgánicos contaminantes utilizando magnéticos partículas que están recubiertas con dióxido de titanio nanopartículas y agitaron usando un campo magnético durante la exposición a la luz UV.

-La descomposición del crudo con TiO 2 nanopartículas

Véase también[editar]

Fotólisis

Referencias[editar]

Enlaces externos[editar]