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La fotocatalisi è definita come "l'accelerazione della velocità di una fotoreazione per la presenza di un catalizzatore". Un catalizzatore né si modifica né viene consumato da una reazione chimica.

Il BIOSSIDO DI TITANIO, conosciuto anche come titania, è l'ossido di titanio naturale ed in forma di anatasio rappresenta il fotocatalizzatore più comune e presenta vantaggi quali:

  • basso costo
  • elevata efficienza fotocatalitica
  • atossico

Numerosi sono gli studi pubblicati sull'impiego del biossido di titanio come fotocatalizzatore per la decomposizione di composti organici: a seguito di esposizione alla luce, il biossido di titanio produce Specie Reattive all'Ossigeno (RSO), che reagiscono con le sostanze organiche, producendo sostanze inorganiche non tossiche.

L'assorbimento da parte del biossido di titanio di radiazione Ultravioletta (UV) proveniente dal sole o da una fonte di luce artificiale (lampade fluorescenti), genera coppie di elettroni e lacune (coppie elettrone-lacune). La lacuna (positiva) del biossido di titanio scompone le molecole di acqua in idrogeno e ioni/radicale idrossile. L'elettrone (negativo) reagisce con le molecole di ossigeno per formare ioni superossido. Questo ciclo, che continua finché il fotocatalizzatore è illuminato, rappresenta il meccanismo generale di reazione fotocatalitica del biossido di titanio.

E' proprio la formazione di Specie Reattive all'Ossigeno che svolte l'effetto battericida e virucida: la maggior parte degli studi infatti conducono alla stessa conclusione cioè che il radicale idrossile è la specie principale coinvolta nell' azione battericida e virucida della fotocatalisi.

Ossidazione fotocatalitica

I radicali idrossile, avendo una durata estremamente breve devono essere generati in prossimità della membrana affinché siano in grado di ossidarne alcune componenti. Il tempo di vita estremamente breve ed il fatto di essere prodotti su una superficie, li rendono innocui verso le persone.

I più potenti sistemi di ossidazione avanzata si basano sulla generazione di radicali idrossile Il radicale idrossile è un agente ossidante estremamente potente. Proprio per la sua forte capacità ossidativa, l'ossidazione fotocatalitica può effettivamente igienizzare, deodorare e purificare l'aria, l'acqua e diverse superfici.

La fotocatalisi non solo uccide le cellule dei batteri, ma le decompone. E' stato verificato che il biossido di titanio è più efficace di qualsiasi altro agente antibatterico, perché la reazione fotocatalitica avviene anche quando ci sono cellule che coprono la superficie e la moltiplicazione dei batteri è attiva. Inoltre, l'endotossina derivante dalla morte della cellula viene decomposta per azione fotocatalitica. Il biossido di titanio non si degrada e mostra un effetto antibatterico e virucida a lungo termine.

In linea generale, la disinfezione mediante biossido di titanio è 3 volte più efficace di quella che si ottiene con il cloro, e 1.5 volte dell'ozono.

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