Fotocatalisi del Biossido di Titanio TiO2

2    1. Fotocatalisi 1.1 Introduzione Attualmente lo smaltimento di inquinanti in matrice acquosa avviene soprattutto attraverso metodi biologici e chimici. I trattamenti biologici si basano sull’uso di microrganismi in grado di metabolizzare le molecole organiche. Tuttavia questi processi hanno il difetto di essere inefficaci in presenza di sostanze tossiche. I trattamenti chimici come l’adsorbimento su carboni attivi o i trattamenti diretti con sostanze chimiche (forti ossidanti o agenti coagulanti), comportano notevoli costi e presentano rese basse. Poiché gli inquinanti organici refrattari ai metodi convenzionali continuano ad aumentare nell’aria e nei corsi d’acqua di scarico, le leggi e le norme ambientali diventano sempre più rigorose e severe. Perciò, diventa necessario sviluppare nuovi metodi eco-compatibili per l’abbattimento di questi inquinanti. Le attività di ricerca si sono concentrate su nuovi metodi di ossidazione denominati processi di ossidazione avanzati (AOP), per la distruzione di specie organiche sintetiche resistenti ai metodi convenzionali. [1] Gli AOP si basano sulla generazione in situ di specie radicaliche altamente reattive, principalmente HO • , tramite energia solare, chimica o altre forme. La maggiore attrattiva di tali processi è che i radicali altamente potenti e fortemente ossidanti permettono la distruzione di un ampio range di substrati organici, senza selettività, ma con un’elevata efficienza; [2] infatti in condizioni opportune le specie da rimuovere vengono completamente convertite a CO 2 , H 2 O e sali minerali innocui. Tra gli AOP, la fotocatalisi eterogenea tramite l’utilizzo di ossidi semiconduttori è molto efficiente nella degradazione di contaminanti organici ed inorganici in soluzione o in fase gassosa, acquatici e atmosferici. Essa si basa sull’accelerazione di fotoreazioni in presenza di un fotocatalizzatore semiconduttore. Una delle maggiori applicazioni della catalisi eterogenea è l’ossidazione fotocatalitica (PCO) che causa la parziale o totale mineralizzazione di contaminanti in fase gassosa o liquida trasformandoli in sostanze innocue. Anche se la degradazione inizia con una parziale decomposizione, di solito il termine “degradazione fotocatalitica” si attribuisce alla completa ossidazione fotocatalitica o foto-mineralizzazione, essenzialmente a CO 2 , H 2 O, NO 3 - , PO 4 3- e ioni alogenuri.