Un fotocatalizador es un material que absorbe la luz para llevarla a un nivel de energía superior y proporciona dicha energía a una sustancia que reacciona para que se produzca una reacción química.
¿Cómo funciona un fotocatalizador?
El sustrato que absorbe la luz y actúa como catalizador de reacciones químicas se conoce como fotocatalizador. Cuando un fotocatalizador se expone a la luz de la longitud de onda deseada (energía suficiente), la energía de los fotones es absorbida por un electrón (e-) de banda de valencia y se excita a banda de conducción.
¿Qué es la química de los fotocatalizadores?
En química, la fotocatálisis es la aceleración de una fotorreacción en presencia de un catalizador. En la fotólisis catalizada, la luz es absorbida por un sustrato adsorbido.
¿Cuál es el mejor fotocatalizador?
La titania (TiO2) es el fotocatalizador1,2,3 más utilizado para la descomposición de contaminantes orgánicos porque es químicamente estable y biológicamente benigno. La banda prohibida del TiO2 es mayor que 3 eV (~3,0 para el rutilo y ~3,2 para la anatasa), lo que hace que el TiO2 puro sea principalmente activo para la luz ultravioleta.
¿Qué hace a un buen fotocatalizador?
El rendimiento fotocatalítico de un fotocatalizador depende en gran medida de su estructura de banda electrónica y de su energía de banda prohibida, p. Para un fotocatalizador eficiente, la energía de banda prohibida debe ser inferior a 3 eV para extender la absorción de luz a la región visible para utilizar de manera eficiente la energía solar.
¿Por qué el TiO2 es un fotocatalizador?
El dióxido de titanio (TiO2) se ha utilizado ampliamente como fotocatalizador en muchas aplicaciones ambientales y energéticas debido a su fotoactividad eficiente, alta estabilidad, bajo costo y seguridad para el medio ambiente y los seres humanos.
¿Qué es el fotocatalizador de banda prohibida?
La fotocatálisis es la aceleración de una fotorreacción en presencia de un catalizador y una fuente de irradiación. La actividad fotocatalítica depende de la capacidad del catalizador para crear pares electrón-hueco que generan radicales libres como los radicales hidroxilo (•OH) que impulsan las reacciones de fotocatálisis.
¿Cuántos tipos de fotocatalizadores hay?
Hay dos tipos de reacciones fotocatalíticas, es decir, fotocatálisis homogénea y fotocatálisis heterogénea. radicales OH por oxidación de aniones OH−, (ii) generación de radicales O2− por reducción de O2.
¿Por qué el ZnO es un buen fotocatalizador?
Se encuentra que el ZnO no dopado puede degradar el 95 % del tinte RhB en 240 min bajo la irradiación de luz visible, pero la muestra dopada con S al 0,5 % en peso exhibe la actividad fotocatalítica más alta del 100 %, que es capaz de degradar completamente el RhB en 90 minutos; por lo tanto, se elige como la muestra óptima.
¿Cuál es la diferencia entre rutilo y anatasa?
La diferencia clave entre ellos está en su apariencia. El dióxido de titanio anatasa es incoloro, mientras que el dióxido de titanio rutilo generalmente se encuentra en una apariencia de color rojo oscuro. El dióxido de titanio de rutilo es ópticamente positivo, mientras que el dióxido de titanio de Anatasa es ópticamente negativo.
¿Para qué sirve un fotocatalizador?
Un fotocatalizador es un material que absorbe la luz para llevarla a un nivel de energía superior y proporciona dicha energía a una sustancia que reacciona para que se produzca una reacción química.
¿Quién descubrió el fotocatalizador?
Honda y Fujishima descubrieron la división electroquímica de agua fotoasistida en H2 y O2 en 1972 [3] y, desde entonces, se han desarrollado muchos enfoques y fotocatalizadores para impulsar la producción catalítica de H2 bajo irradiación solar. La generación fotocatalítica de hidrógeno utilizando un semiconductor adecuado se muestra en la Fig.
¿Qué es la reacción de división del agua?
La división del agua es la reacción química en la que el agua se descompone en oxígeno e hidrógeno: 2 H2O → 2 H2 + O. En la fotosíntesis se produce una versión de la división del agua, pero no se produce hidrógeno.
¿Qué son las propiedades fotocatalíticas?
Las propiedades fotocatalíticas del dióxido de titanio se han estudiado ampliamente en las últimas décadas desde el descubrimiento de la fotólisis del agua mediante electrodos de TiO2 en 1972. El dióxido de titanio tiene tres polimorfos cristalinos principales; anatasa, rutilo y brookita y el rutilo es el polimorfo metaestable más común.
¿Qué se entiende por actividad fotocatalítica?
La actividad fotocatalítica es una función comúnmente investigada de las nanopartículas semiconductoras. Una de las formas de nanopartículas fotocatalizadoras más estudiadas es el dióxido de titanio (TiO2). Las nanopartículas de TiO2 tienen un amplio espectro de actividad, incluso contra bacterias gramnegativas y grampositivas.
¿Es el ZnO un fotocatalizador?
El óxido de zinc (ZnO) es uno de los materiales fotocatalizadores eficientes. Se probó la actividad fotocatalítica de ZnO para la degradación del colorante de amaranto con una concentración inicial de 10 ppm bajo la irradiación de un simulador solar. La tasa de disminución en la concentración de amaranto se midió utilizando un espectrofotómetro UV-Visible.
¿Para qué sirve el ZnO?
Nanopartículas de óxido de zinc para aplicaciones de envasado de alimentos El óxido de zinc (ZnO) es un compuesto inorgánico ampliamente utilizado en muchas aplicaciones, como en las industrias farmacéutica, cosmética, alimentaria, del caucho, química de productos básicos, pintura, cerámica y vidrio.
¿Por qué el óxido de zinc es de naturaleza anfótera?
El óxido de zinc es anfótero porque reacciona con ácidos y bases para formar sales.
¿Qué es un filtro fotocatalizador?
El fotocatalizador es la aceleración de una reacción química por la luz. Cuando se energiza con luz ultravioleta (UV), la reacción química puede eliminar los contaminantes del aire y hacer que las sustancias sean inofensivas. Por lo general, se coloca un fotocatalizador sobre un sustrato para formar una película delgada que crea el filtro del fotocatalizador.
¿Cómo se dice fotocatalítico?
sustantivo, plural fo·to·ca·tal·y·ses [foh-toh-kuh-tal-i-seez].
¿Es la luz un catalizador?
La conversión química de CO2 utilizando la luz solar ofrece una forma prometedora de almacenar energía solar en forma de combustibles químicos líquidos. Estos catalizadores que utilizan la luz se denominan fotocatalizadores. Los catalizadores específicos pueden ayudar a facilitar estas conversiones sin pérdidas de energía innecesarias.
¿Cómo se mide la brecha de banda?
La brecha de banda óptica directa de los semiconductores se mide tradicionalmente extrapolando la región lineal del cuadrado de la curva de absorción al eje x, y también se ha utilizado ampliamente una variación de este método, desarrollada por Tauc.
¿Cómo se calcula la energía de banda prohibida?
Los espacios de banda se pueden calcular a través de espectroscopia UV-Vis utilizando Tauc Plots. (hv) se puede calcular a partir de la longitud de onda usando: (hv = 1240/longitud de onda); la extrapolación de la porción de línea recta de las curvas al valor del coeficiente de absorción cero da el valor de la brecha de banda de energía.
¿Cómo se calcula el gráfico TAUC?
Se utiliza un gráfico Tauc para determinar la banda prohibida óptica, o banda prohibida Tauc, de semiconductores desordenados o amorfos… Gráfico Tauc
r = 3 para transiciones prohibidas indirectas.
r = 2 para transiciones indirectas permitidas.
r = 3/2 para transiciones prohibidas directas.
r = 1/2 para transiciones directas permitidas.