Fotocatalisi

fotocatalisi

Fenomeno per il quale una reazione chimica viene accelerata mediante irraggiamento. Sebbene, in teoria, tutto il campo delle lunghezze d’onda (dalla bassa frequenza all’infrarosso, dall’ultravioletto ai raggi X) possa essere considerato utile per la fotocatalisi, in realtà l’intervallo di maggiore interesse è quello del visibile e dell’ultravioletto. Tali radiazioni hanno la capacità di aumentare la velocità di reazioni molto importanti sia dal punto di vista naturale, sia da quello industriale. Per quanto riguarda il primo tipo, gli esempi più conosciuti sono la ozonizzazione dell’ossigeno e la fotosintesi clorofilliana (reazione con la quale, partendo da anidride carbonica e acqua, le piante producono i carboidrati che fungono da fonte di energia). Questo è l’unico esempio di reazione naturale endotermica che avviene in virtù dell’energia luminosa fornita dal Sole, attraverso la mediazione di una sostanza (la clorofilla) che agisce da fotocatalizzatore. Tra le reazioni di interesse industriale basate sulla fotocatalisi vi sono alcune polimerizzazioni (per es., quella dell’antracene), la sintesi dell’acido cloridrico a partire dagli elementi, quella del clorobenzolo, la produzione di vitamina D, e il classico processo fotografico. Mentre nei processi naturali la fonte luminosa è rappresentata dal Sole, in particolare dalla parte più energetica del suo spettro, nei processi industriali si usano lampade che simulano la luce solare o lampade a mercurio. Talora, di fatto copiando quanto avviene in natura con la clorofilla, la fotocatalisi viene attivata e rinforzata da un fotocatalizzatore. Il biossido di titanio è molto impiegato in tale ruolo nei processi di degradazione delle molecole. Interagendo con tale composto, la luce è capace di produrre radicali liberi dell’ossigeno, specie molto attive in grado di promuovere riduzioni e soprattutto ossidazioni (e quindi degradazioni). Le fotocatalisi possono essere talvolta fonti di danno e di alterazioni, come avviene nella ossidazione della carta (che ne comporta un danno di stabilità e, se stampata, di leggibilità), nel danneggiamento di alcuni alimenti (che per questo motivo vengono confezionati in bottiglie scure), nel deterioramento di alcuni farmaci, e nello sbiadimento di alcuni colori per esposizione prolungata alla luce.

→ Inquinamento ambientale