Fotokatalyzátor

Fotokatalyzátor je látka, která při vystavení světlu, obvykle ultrafialovému nebo viditelnému, urychluje chemickou reakci. Tato látka sama se během reakce nespotřebovává, ale absorbuje světelnou energii a tu následně předává reaktantům, čímž snižuje aktivační energii potřebnou pro proběhnutí reakce. Nejčastěji používaným fotokatalyzátorem je oxid titaničitý (TiO2), který je díky své netoxicitě, stabilitě a cenové dostupnosti široce využíván v různých aplikacích. Mezi další příklady fotokatalyzátorů patří oxid zinečnatý (ZnO), sulfid kademnatý (CdS) nebo různé organické molekuly.

Princip funkce fotokatalyzátoru spočívá v absorpci fotonů světla. Po absorpci fotonu dochází k excitaci elektronu v materiálu fotokatalyzátoru. Tento excitovaný elektron pak může reagovat s povrchem fotokatalyzátoru nebo s molekulami v jeho okolí. V případě oxidu titaničitého například vznikají vysoce reaktivní volné radikály, jako jsou hydroxylové radikály (•OH) a superoxidové anionty (O2•-). Tyto radikály pak mohou oxidovat organické znečišťující látky, bakterie, viry a další škodlivé látky, čímž je rozkládají na neškodné složky, jako je voda a oxid uhličitý.

Fotokatalýza má široké spektrum aplikací. V oblasti čištění životního prostředí se využívá k odstraňování znečišťujících látek ze vzduchu a vody, například k degradaci organických polutantů, pachů nebo k dezinfekci. V stavebnictví se fotokatalytické materiály přidávají do nátěrů a fasádních systémů pro samočisticí efekt a redukci smogu. Dalšími oblastmi využití jsou například fotokatalytická výroba vodíku ze vody, organická syntéza nebo v lékařství pro fotodynamickou terapii.