valokatalyysistä

Valokatalyysi on prosessi, jossa valoenergiaa käytetään kemiallisen reaktion nopeuttamiseen tai käynnistämiseen. Valokatalyytti on aine, joka absorboi valoa ja siirtyy virittyneeseen tilaan. Tämä virittynyt katalyytti voi sitten luovuttaa energiaa tai siirtää elektronin reagoiville aineille, edistäen reaktion tapahtumista. Yleisimmin käytettyjä valokatalyyttejä ovat puolijohteet, kuten titaanidioksidi (TiO2) ja sinkkioksidi (ZnO). Nämä materiaalit ovat tehokkaita, koska ne ovat suhteellisen edullisia, myrkyttömiä ja kemiallisesti stabiileja.

Valokatalyysin mekanismiin kuuluu tyypillisesti valokatalyytin absorboima fotoni, joka virittää sen elektronin korkeammalle energiatasolle. Tämä luo elektronin-aukko-parin. Nämä varauksenkuljettajat voivat sitten siirtyä katalyytin pinnalle, missä ne reagoivat adsorboituneiden molekyylien kanssa. Elektronit voivat pelkistää molekyylejä, kun taas aukot voivat hapettaa niitä. Tämän seurauksena muodostuu uusia kemiallisia yhdisteitä tai hajoaa olemassa olevia.

Valokatalyysillä on laaja kirjo sovelluksia. Yksi merkittävimmistä on ympäristötekniikka, erityisesti veden ja ilman puhdistus. Valokatalyysiä voidaan käyttää haitallisten orgaanisten yhdisteiden, kuten torjunta-aineiden ja lääkejäämien, hajottamiseen. Sitä voidaan hyödyntää myös typen oksidien ja muiden ilmansaasteiden poistamisessa. Lisäksi valokatalyysiä tutkitaan energiasovelluksissa, kuten vedyn tuotannossa auringonvaloa ja vettä hyödyntäen sekä hiilidioksidin muuntamisessa hyödyllisiksi kemikaaleiksi. Myös itsepuhtautta edistävien pinnoitteiden ja antibakteeristen materiaalien kehityksessä valokatalyysillä on tärkeä rooli.