catalisis

2. Procesos de Oxidación Avanzada.
Los POA pueden definirse como procesos que implican la formación de especies químicas llamadas radicales hidroxilos (*OH), que tienen un alto potencial de oxidación. Son más fuertes que otros oxidantes tradicionales, como el ozono, el agua oxigenada, el dióxido de carbono y el cloro. Estos radicales son capaces de oxidar, degradar, casi la totalidad decompuestos orgánicos.
Dentro de los POA se encuentran procesos como: ozono/luz UV, H2O2/ luz UV, ultrasonido, fotocatálisis heterogénea y homogénea, y los tratamientos electroquímicos. Una de las razones que ha hecho que los POA sean objeto de un interés cada vez mayor, es la posibilidad de utilizar energía solar como fuente de fotones.
2.1. ¿Cómo funcionan los POA?
Unos de los POA más estudiados esla fotocatálisis heterogénea sobre dióxido de titanio. Se basa en la utilización de un material semiconductor como catalizador, el cual es activado por la luz para generar reacciones que pueden modificar químicamente los contaminantes, convirtiéndolos en sustancias más biodegradables o, en muchos caos, logrando la completa mineralización de los mismos.

El semiconductor más utilizado es la formacristalina anatasa* del dióxido de titanio (TiO₂), ya que, además de ser el más activo para la fotocatálisis, es un material económico, inerte y resistente a la fotocorrosion.
2.2. Fotocatálisis.
Se denomina catálisis a un fenómeno químico que genera un cambio permanente de las moléculas. Un catalizador es una sustancia que afecta la velocidad de reacción de un proceso determinado el cualtiene una gran selectividad sobre las moléculas sobre las que actúa. Se puede decir que la fotocatálisis es un proceso en el cual se puede presentar adsorción bien sea directa o indirecta de energía radiante sobre un sólido que no sufre ningún tipo de cambio químico, el cual genera reacciones químicas que conllevan a la remoción o destrucción de los contaminantes. Para poder llevar a cabo lafotocatálisis, es necesario tener:
LUZ: solar o generada.
SUSTRATO: en este caso el contaminante.
OXIDANTE: utilizando el aire, O₂ o H₂O₂ principalmente.
FOTOCATALIZADOR: el cual es el semiconductor.
La fotocatálisis ha sido muy estudiada en los últimos 25 años gracias a su versatilidad en la utilización como un proceso de degradación de contaminantes, debido a las regulaciones cada vez más estrictas,que son el reflejo de la sociedad por la preocupación de mantener su medio limpio de contaminantes. El proceso de fotocatálisis se basa en la transferencia de carga a través de la interfaz entre el semiconductor y la solución acuosa contaminada. En la interfaz de estos dos componentes se da una redistribución, la cual se extiende significativamente en ambos lados. En la fotocatálisis se necesitala presencia de un semiconductor, en el cual la conductividad aumenta con la temperatura, pero esta es menor que en los metales. Uno de los aspectos más relevantes es la generación del par electrón-hueco que es el principio por el cual se fundamenta la fotocatálisis, ya que por este modelo se explica la absorción de los fotones y la distribución de diferentes estados electrónicos en lasuperficie, y gracias a este fenómeno se puede dar la degradación de moléculas orgánicas, colorantes y metales como cadmio, níquel, mercurio, cobre, cromo, entre otros.
2.2.1 Fotocatálisis heterogénea.
Una de las tecnologías más relevantes para la eliminación de contaminantes tóxicos presentes en aguas residuales es la fotocatálisis heterogénea, la cual ha despertado interés en los investigadores a partirde los finales de la década de los 60. Este proceso avanzado de oxidación está definido como la aceleración de una fotorreacción mediante la presencia de un catalizador, el cual, al ser activado por la absorción de la luz, acelera el proceso e interacciona con la sustancia contaminante a través de un estado excitado (C*) o bien mediante la aparición de pares de electrón-hueco, los electrones...