Fotocatalizador UV

Tipos de fotocatalizadores UV

Comprender los diferentes tipos de fotocatalizador UV que existen para fines comerciales y sus respectivas funciones es beneficioso, ya que puede ayudar a los usuarios a identificar qué tipo es adecuado para una aplicación específica. Básicamente, los fotocatalizadores UV se pueden clasificar en dos categorías principales según el tipo de actividad que poseen:

• Fotocatalizador oxidativo: Este tipo de fotocatalizador funciona mediante la generación de especies oxidantes reactivas en la superficie del catalizador en presencia de oxígeno del aire y en un sitio irradiado debido a la activación del catalizador por la luz. Esto provoca la oxidación espontánea del contaminante objetivo, que luego se descompone en productos menos dañinos por las especies oxidantes. Dicha fotodegradación conduce a la mineralización del compuesto objetivo a través de una serie de reacciones de oxidación. Una aplicación común del fotocatalizador oxidativo es la purificación del aire. Aquí, los compuestos orgánicos volátiles que pueden estar presentes en el aire se oxidan fotocatalíticamente en dióxido de carbono y agua con la ayuda del catalizador mencionado anteriormente. Los fotocatalizadores oxidativos se pueden clasificar además en dos subcategorías, a saber, fotocatalizadores oxidativos en fase gaseosa y en fase líquida.
• Fotocatalizador reductivo: Se cree que este tipo de fotocatalizador es activo en un sitio irradiado por la generación de especies reductoras reactivas que promueven la reducción de los compuestos diana, que luego se transforman en productos menos dañinos. Normalmente, los fotocatalizadores reductivos se aplican en la degradación de contaminantes orgánicos en un líquido, por ejemplo, en el tratamiento fotocatalítico de aguas residuales donde los compuestos orgánicos se reducen y se convierten en sustancias menos tóxicas en presencia de luz.

Aparte de esto, los fotocatalizadores UV también se pueden clasificar en varios tipos según el tipo de material del que están hechos, que incluyen dióxido de titanio, óxido de zinc y trióxido de tungsteno. El dióxido de titanio es el material fotocatalítico más utilizado debido a su gran estabilidad, bajo costo y fuerte actividad fotocatalítica bajo luz UV. El óxido de zinc también exhibe propiedades fotocatalíticas superiores en la degradación de compuestos orgánicos, especialmente bajo luz UV. El trióxido de tungsteno ha atraído una atención significativa debido a su actividad fotocatalítica de luz visible. Se puede aplicar en áreas donde la luz ultravioleta no es adecuada, como en la construcción de materiales autolimpiables.

Características y funciones del fotocatalizador UV

Las funciones y características de los fotocatalizadores UV varían según su uso previsto. Sin embargo, todos comparten algunas características comunes. Aquí hay una tabla detallada que destaca las características clave y las funciones correspondientes.

• Fuente de luz UV

  Los productos de fotocatalizador UV tienen una luz UV incorporada, que puede ser una lámpara o tubo UV. La luz UV se emite a longitudes de onda de entre 200 nm y 400 nm para activar la fotocatálisis y ayudar a disminuir los olores, purificar el aire y desinfectar las superficies.

• Catalizador

  El catalizador suele estar hecho de dióxido de titanio o un compuesto de dióxido de titanio. El catalizador funciona junto con la luz UV para descomponer y eliminar los contaminantes orgánicos, los patógenos y los malos olores del aire o el agua.

• Reacción fotocatalítica

  En presencia de luz UV, la reacción fotocatalítica se produce en la superficie del catalizador. Durante esta reacción, se producen subproductos como el dióxido de carbono y el agua. La reacción fotocatalítica responsable de descomponer los compuestos orgánicos, los patógenos y cualquier otra sustancia nociva en el aire o el agua mejora la calidad del aire, el saneamiento y la condición ambiental.

• Tamaño de partícula

  El tamaño de partícula del fotocatalizador TiO2 es de tamaño nanométrico, generalmente en el rango de 5-10 nm. Estas nanopartículas ofrecen una gran relación superficie-volumen, lo que garantiza la máxima efectividad fotocatalítica. Las partículas de tamaño nanométrico son ideales para cualquier reacción fotocatalítica porque son fáciles de dispersar en suspensiones o soluciones.

• Respeto al medio ambiente

  La mayoría de los fotocatalizadores UV están hechos de dióxido de titanio, un material no tóxico y respetuoso con el medio ambiente. Por lo tanto, la fotocatálisis con TiO2 es segura para las personas, los animales y los ecosistemas. Además, los subproductos de la fotocatálisis suelen ser inofensivos, como el agua y el dióxido de carbono.

• Versatilidad

  Hay una amplia gama de fotocatalizadores UV disponibles en el mercado, con diferentes diseños y funciones. Esto significa que los usuarios pueden encontrar un producto específico que se adapte a sus necesidades de aplicación. Algunas aplicaciones comunes son la purificación del aire, la esterilización, las superficies autolimpiables, el tratamiento del agua y la remediación ambiental.

• Funcionamiento a baja temperatura

  A diferencia de los catalizadores típicos que dependen del calor para funcionar, los fotocatalizadores funcionan a temperaturas ambientales. Esto los hace energéticamente eficientes y adecuados para una gama de aplicaciones prácticas.

Aplicaciones del fotocatalizador UV

El fotocatalizador UV elimina eficazmente los olores y purifica el aire de toxinas y alérgenos dañinos. Se utiliza popularmente en instalaciones como hospitales, clínicas, consultorios dentales, clínicas veterinarias y otros órganos de atención médica donde se necesita aire no contaminado y de buena calidad. Algunas de sus aplicaciones en la atención médica incluyen;

• El purificador de aire fotocatalítico ayuda a controlar los factores ambientales, prevenir la propagación de enfermedades infecciosas y mejorar la buena salud. El fotocatalizador eficiente ayuda a eliminar los patógenos transmitidos por el aire a través del mecanismo de fotocatálisis. Reacciona a la luz y genera radicales hidroxilo que desactivan bacterias, hongos y virus. El resultado es una mejor calidad del aire interior, lo que reduce la prevalencia de alergias, asma y enfermedades respiratorias.
• El purificador de aire fotocatalítico HUVC iluminado con filtro de dióxido de titanio ayuda a eliminar los olores de las instalaciones hospitalarias. Neutraliza los olores resultantes de derrames químicos, tareas de limpieza y procedimientos quirúrgicos. Los purificadores de aire eliminan la fuente de los olores al descomponer las estructuras químicas complejas de los olores desagradables. El purificador de aire mejora la calidad del aire, lo que lo hace más acogedor y cómodo para el personal, los pacientes y los visitantes.
• El purificador de aire fotocatalítico UV ayuda a reducir y controlar los COV nocivos emitidos por los agentes de limpieza, los materiales de construcción y otros productos químicos hospitalarios. Cuando se activa, el purificador trabaja para descomponer los COV, lo que mitiga los posibles riesgos para la salud asociados con las exposiciones a COV.
• Los pacientes sensibles a los olores y productos químicos pueden mejorar su comodidad con el purificador de aire. Los filtros reducen eficazmente los olores irritantes y los olores nocivos que pueden desencadenar reacciones alérgicas o problemas respiratorios. Los purificadores de aire HUVG mejoran el estado de ánimo y promueven el bienestar de los individuos sensibles.

Cómo elegir fotocatalizadores UV

• Evaluar el propósito y las aplicaciones:

  Identifique las aplicaciones o los requisitos que se deben abordar, ya que los fotocatalizadores UV cumplen diferentes funciones. Para la purificación del aire, elija un fotocatalizador eficaz para descomponer los COV y los patógenos bajo luz UV. Para la remediación ambiental, seleccione uno que pueda descomponer los contaminantes nocivos en el agua o los suelos. Para mejorar las propiedades autolimpiables de los materiales de construcción, busque un catalizador que facilite la degradación de las manchas y los olores al iluminar con UV. Conocer el propósito previsto ayuda a tomar una decisión adecuada.

• Comprender el mecanismo:

  Familiarícese con el funcionamiento de la fotocatálisis UV para poder hacer una selección informada. La absorción de luz UV por las partículas de fotocatalizador conduce a la generación de portadores de carga (electrones y huecos) que luego impulsan las reacciones redox en la superficie. Estas reacciones dan como resultado la formación de especies reactivas capaces de oxidar o reducir diversas sustancias en contacto con el catalizador. La eficiencia de este proceso depende de factores como las propiedades del catalizador, la fuente de luz y las condiciones de reacción. Comprender los fundamentos permite optimizar el sistema para obtener los resultados deseados.

• Determinar los materiales necesarios:

  Explore los diversos materiales de fotocatalizador disponibles, ya que cada uno ofrece características únicas para diferentes usos. El dióxido de titanio (TiO2) es una opción popular conocida por su estabilidad, no toxicidad y efectividad, aunque su actividad se limita al rango UV. El óxido de zinc (ZnO) sirve como otra opción activa en UV con atributos comparables. Los híbridos y compuestos recientes de iones metálicos o metales con partículas semiconductoras muestran una mejor absorción de luz, separación de carga y degradación de contaminantes bajo irradiación solar o UV-Vis. Seleccione el material en función de la actividad fotocatalítica, la respuesta espectral, la estabilidad y el perfil de seguridad adecuados para la aplicación.

• Considerar la fuente de luz:

  Considere las condiciones prácticas de irradiación al elegir un catalizador. Si bien la mayoría de los fotocatalizadores de TiO2 y ZnO se activan bajo luz UV, los fotocatalizadores de luz visible como g-C3N4, BiOBr y BiVO4 pueden utilizar la iluminación solar o LED, lo que proporciona ahorros de energía y un rango espectral más amplio para la activación. Asegúrese de que haya compatibilidad entre el rango de absorción de luz del catalizador y el espectro generado por la fuente de luz disponible, ya sea una lámpara UV, LED o irradiación solar, para maximizar la eficiencia catalítica.

• Evaluar el costo y el mantenimiento:

  Compare los precios de los materiales de fotocatalizador y las fuentes de luz para encontrar una opción rentable que se ajuste al presupuesto y proporcione el rendimiento requerido. También considere la estabilidad a largo plazo, la reutilización y la regeneración de los fotocatalizadores para minimizar los reemplazos y los residuos con el tiempo. Equilibre la inversión inicial con las necesidades de mantenimiento para optimizar el valor del sistema.

P y R

P: ¿Se pueden limpiar los purificadores de aire fotocatalíticos?

R: Sí, los purificadores de aire fotocatalíticos tienen prefiltros lavables que ayudan a eliminar las partículas más grandes, como el polvo, antes de que el aire pase a través del filtro HEPA. Los desarrolladores recomiendan limpiar el prefiltro cada pocos meses. El filtro HEPA también es reemplazable.

P: ¿Hay efectos secundarios al usar un purificador de aire fotocatalítico?

R: No, los purificadores de aire fotocatalíticos son seguros de usar. Producen menos subproductos como el ozono en comparación con otros métodos de purificación del aire.

P: ¿Con qué frecuencia se debe reemplazar el filtro fotocatalítico?

R: La vida útil del filtro fotocatalítico depende de su uso y del fabricante. En la mayoría de los casos, el filtro puede durar entre 6 y 12 meses. Asegúrese de consultar las instrucciones del fabricante para obtener pautas específicas de reemplazo del filtro.

P: ¿Cuál es la diferencia entre un purificador de aire UV y un purificador de aire fotocatalítico?

R: Los purificadores de aire UV utilizan luz ultravioleta para matar bacterias y virus. Tienen un filtro HEPA para atrapar los microorganismos muertos. Los purificadores de aire fotocatalíticos, por otro lado, combinan la luz UV con un filtro fotocatalítico para oxidar los compuestos nocivos y reducir los olores desagradables.