¿Qué es la fotocatálisis? Definición y uso en purificación de aire

Actualmente, convivimos con múltiples agentes nocivos, suspendidos en el aire, tanto en campo químico como físico:

  • Compuesto Orgánicos Volátiles (COV)
  • Formaldehido/Acetaldehido
  • Bencenos
  • Hexanos
  • NOx
  • Ozono
  • Humos, vapores, acetonas
  • Virus, bacterias, mohos, levaduras, hongos gérmenes
  • Polen, ácaros, caspas (…)
  • Malos olores

GOTE-GTCEL, utiliza la tecnología puntera en eliminación de agentes contaminantes presentes en nuestro entorno, tanto en superficies sólidas como en el ambiente, mediante Proceso de Oxidación Avanzada, la FOTOCATÁLISIS.

Esta tecnología de purificación, consiste en eliminar los agentes nocivos mediante la oxidación y degradación de los patógenos.

La creciente contaminación ambiental, así como el acelerado consumo de combustibles fósiles ha ocasionado un fuerte impacto en la naturaleza lo que ha motivado a la comunidad científica a desarrollar tanto fuentes de energía limpia como alternativas químicamente verdes para la purificación de agua y aire y tecnología auto-limpiante.

Esta tecnología ha evolucionado considerablemente en los últimos 10 años. De esta manera, la fotocatálisis heterogénea ha aparecido como un método “verde” y ambientalmente amigable que atiende los problemas emergentes mencionados.

El TiO2 es uno de los óxidos metálicos más estudiados por su actividad fotocatalítica y sus propiedades; es considerado no tóxico, resistente a la corrosión.

En presencia de radiación UV, las reacciones que suceden en su superficie permiten generar especies reactivas como electrones (e-) y huecos (h+), que a su vez son capaces de provocar reacciones de reducción y oxidación, respectivamente, en el medio circundante.
Dada la importancia y el progreso de la fotocatálisis, se han reportado numerosos métodos de síntesis de nanopartículas de TiO con diferentes propiedades y características. Además, con la finalidad de aprovechar el espectro visible, se han desarrollado numerosas técnicas de modificación como la incorporación de especies dopantes, la formación de heteréo-estructuras mediante el acoplamiento de óxidos semiconductores o metales nobles y la sensitización con colorantes.

La actividad fotocatalítica es la propiedad de un material sólido inducida por la irradiación de fotones con energía igual o superior a la energía de la banda prohibida del material en su superficie, lo que provoca que los electrones negativos de la banda de valencia (BV) se exciten hacia la banda de conducción (BC) y dejen huecos en la primera.

De esta manera, se generan pares de e(-)yh(+) que pueden llevar a cabo la oxidación -reducción.

Por otra parte, en un fotocatalizador no existen tales sitios activos con el mismo significado que en catálisis; en este caso, la velocidad de la reacción fotocatalítica depende de otros factores como de la intensidad de la luz incidente, así como de la velocidad de recombinación entre e(-) y h(+).

El TiO2 es altamente atractivo debido a su estabilidad química, alta fotoestabilidad, actividad fotocalítica, no toxicidad y bajo costo; por ello, ha sido empleado en diversos productos, desde protectores solares hasta en dispositivos complejos como celdas fotovoltaicasSus aplicaciones incluyen la degradación fotocatalítica de contaminantes, purificación de agua, biosensores, distribución controlada de fármacos, entre otras.

Los radicales producidos durante la fotocatálisis, tanto hidroxilo (•OH) como superóxido (O2•−) son de interés en aplicaciones ambientales puesto que son capaces de oxidar la materia orgánica a CO2 y H2ODe esta forma, se posibilita degradar sustancias tóxicas bioresistentes en aguas residuales, en emisiones gaseosas y suelos contaminados.

Este método, que ya en 1911 el químico alemán Dr. Alexander Eibner usó en sus investigaciones, ha pasado hoy en día a ser usado en la NASA como medio para el mantenimiento y limpieza de ambientes espaciales, el cual tiene como objetivo liberar radicales hidroxilos, los cuales tienen un potencial de oxidación de 2´8 V y una velocidad de reacción entre 10⁶ o 10¹² capaces de eliminar compuestos orgánicos e inorgánicos de una manera eficiente.

Este proceso de desinfección, es completamente seguro para los humanos. Es por esto por lo que los componentes que genera el proceso de fotocatálisis en los aparatos de GOTE-GTCEL requieren un mantenimiento ínfimo, así como su gran capacidad de eliminar los agentes nocivos citados anteriormente.

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