fotokatalizátory

Fotokatalyzátory jsou látky, které při osvětlení viditelným nebo ultrafialovým světlem vykazují katalytickou aktivitu. Tento proces se nazývá fotokatalýza. Fotokatalyzátory jsou obvykle polovodiče s širokou zakázanou oblastí, jako je oxid titaničitý (TiO2) nebo oxid zinečnatý (ZnO). Když fotokatalyzátor absorbuje světlo s energií rovnou nebo vyšší než jeho zakázaná oblast, elektrony v jeho valenčním pásu jsou excitovány do vodivostního pásu, čímž vznikají páry elektron-díra. Tyto páry mohou iniciovat chemické reakce.

Primární mechanismus fotokatalýzy zahrnuje generování vysoce reaktivních druhů kyslíku, jako jsou hydroxylové radikály (•OH) a superoxidové anionty (O2•−). Tyto radikály jsou silná oxidační činidla, která mohou degradovat organické znečišťující látky, ničit mikroorganismy nebo katalyzovat jiné chemické transformace. Fotokatalýza se používá v různých aplikacích, včetně čištění vzduchu a vody, samodezinfikujících povrchů a produkce vodíku.

Pro zlepšení účinnosti fotokatalyzátorů se často modifikují. To může zahrnovat dopování fotokatalyzátoru jinými prvky, podporu fotokatalyzátoru na inertním nosiči nebo kombinaci s jinými materiály, jako jsou kovy nebo jiné polovodiče, aby se vytvořily kompozitní materiály. Vědecký výzkum v oblasti fotokatalyzátorů se zaměřuje na vývoj účinnějších, stabilnějších a nákladově efektivnějších materiálů pro širokou škálu environmentálních a energetických aplikací.