A Fotocatálise


A Fotocatálise faz parte dos “Processos Oxidativos Avançados”, que são baseados na formação de radicais livres, como o radical hidroxila (HO-), agente altamente oxidante, para degradar os compostos poluentes em espécies químicas inócuas, como gás carbônico (CO2) e água. Nos processos fotocatalíticos, este radical hidroxila é formado a partir de moléculas de água em contato com a superfície do catalisador, ativado pela luz ultravioleta.


O Dióxido de Titânio

O Dióxido de Titânio (TiO2) está presente na natureza. É um ingrediente utilizado na produção de tintas e pigmentos brancos, que tem sido muito utilizado na indústria de cosméticos. O Dióxido de Titânio tem várias aplicações, sendo um ótimo semicondutor fotorreativo.


Reação de óxido-redução na superfície do Dióxido de Titânio

Quando o Dióxido de Titânio é irradiado por uma energia luminosa suficiente para suprir a sua energia de “bandgap”, ou seja, a energia para mover um de seus elétrons de um campo da molécula para outro campo. Assim são formadas a banda de valência (de onde o elétron foi retirado e formou-se uma lacuna (h+)), e a banda de condução (onde o elétron foi depositado (e-)). Assim que o fornecimento de energia luminosa for interrompido, o fotocatalisador retorna ao seu estado inicial inativo.
Na presença da água (H2O) absorvida na superfície do Dióxido de Titânio, estas lacunas da banda de valência geram os radicais hidroxila (OH-), um agente altamente oxidante que decompõe os compostos orgânicos. Seu poder oxidante é maior que o do ozônio e o do flúor. Ao mesmo tempo, um elétron reage com uma molécula de água para formar hidrogênio (reação de redução).

Potencial Oxidativo dos principais oxidantes:

Oxidante
Potencial Oxidativo (eV)
Dióxido de Titânio
3.00
Flúor
2.87
Ozônio
2.07
Peróxido de Hidrogênio
1.78
Ácido Hipocloroso
1.63
Cloro
1.40
Oxigênio
1.23

Quanto maior o número, maior o poder oxidante.