Procesos fotocatalíticos basados en TiO2

Los procesos de generación de radicales ·OH no son pocos y sus fundamentos pueden ser notablemente diferentes. Aquellos basados en la combinación de TiO2 y radiación UV tienen el suyo en la excitación de electrones de la capa de valencia del catalizador gracias a la mencionada radiación. Este desplazamiento de electrones a una banda superior es el origen de la acción catalizadora.

El radical hidroxilo (•OH), como todo radical, es una molécula con un electrón desapareado. Su avidez por aparear dicho electrón es la razón de las tres principales características que le son intrínsecas:

Primera, un potencial redox (2.8 EV*) que le permite romper enlaces moleculares, eliminando así toda materia orgánica indeseable que contiene el agua al “trocearla” en moléculas simples de CO2 y H2O (proceso conocido como “mineralización”). Segunda, una elevadísima velocidad de reacción (de 109 a 1012 veces la del ozono). Y, tercera, una vida que se mide en nanosegundos, tiempo tras el cual vuelve a convertirse en una molécula de agua.

 

*Fuente: Handbook of environmental engineering Vol. 4 (Lawrence K., Norman C., Hung, 2005)

 

La clave

En estos años de estudio se han obtenido grandes resultados a nivel laboratorio (la bibliografía es extensísima) pero, sin embargo, nadie había sido capaz de desarrollar una tecnología con la relación eficacia/coste lo suficientemente atractiva que hiciera viable su introducción en un mercado tan competitivo.

En el año 2005 se dio con la clave: se logró un desarrollo tecnológico, cuyo resultado fueron los reactores hoy conocidos con el nombre de h2o.TITANIUM. Equipos monobloque, que actúan como catalizador heterogéneo de TiO2, capaces de generar enormes cantidades de radicales hidroxilo (•OH), con una sencillez y fiabilidad muy superior a cualquier otro método de producción de los mismos.

Con la destrucción de la materia orgánica llega también, habitualmente, la clarificación del agua, la eliminación de olores, etc. Ello, a su vez, conlleva terceros efectos tales como la posibilidad de una reducción en la concentración de productos químicos necesarios, por ejemplo, defloculantes, floculantes, biocidas, etc. Con la generación de radicales hidroxilo (•OH) también podemos lograr  la oxidación de amonio y el control de las concentraciones de nitratos y nitritos en acuarios. Asimismo, la mineralización de la materia orgánica disuelta en el agua favorece de forma indirecta la desinfección del agua.