Prendiamo come esempi le aldeidi e gli alcoli comuni, il loro meccanismo di reazione rete filtrante fotocatalizzatore è il seguente:
Fase di adsorbimento: le molecole di odore vengono prima adsorbite sulla superficie del fotocatalizzatore per formare uno stato adsorbito. Questo processo è un fattore importante che influenza l'efficienza della reazione. Maggiore è il numero delle sostanze adsorbite, più efficace è la reazione.
Reazione di ossidazione:
Le aldeidi (come l'acetaldeide) possono reagire con le specie attive dell'ossigeno (come OH) per generare acidi o altri intermedi. Ulteriori reazioni di ossidazione convertono gli acidi in anidride carbonica e acqua, rilasciando infine energia.
Reazione degli alcoli:
Gli alcoli (come l'etanolo) subiscono reazioni di deidrogenazione sotto l'azione di fotocatalizzatori per generare aldeidi, che vengono ulteriormente degradate attraverso le vie di reazione dell'aldeide sopra menzionate.
Rete di reazioni complesse:
Nelle applicazioni pratiche, le molecole degli odori sono spesso composte da più composti e il processo di reazione è relativamente complesso. I fotocatalizzatori possono degradare efficacemente più fonti di odori attraverso diversi percorsi di ossidazione, formando una complessa rete di reazioni.
L’efficienza delle reazioni fotocatalitiche è influenzata da una varietà di fattori, tra cui:
Intensità luminosa: l'intensità della sorgente luminosa influisce direttamente sul grado di eccitazione degli elettroni, che a sua volta influisce sulla velocità di reazione. Una maggiore intensità della luce generalmente migliora l’efficienza della reazione.
Proprietà del fotocatalizzatore: l'area superficiale specifica, la fase cristallina e il numero di siti attivi del fotocatalizzatore hanno tutti un impatto importante sulle sue prestazioni catalitiche. I fotocatalizzatori su nanoscala hanno generalmente un'area superficiale specifica più ampia e possono contattare in modo più efficace le molecole degli odori.
Temperatura e umidità: l'aumento della temperatura generalmente aiuta ad aumentare la velocità di reazione, ma una temperatura troppo elevata può causare l'inattivazione del fotocatalizzatore. Quando l'umidità è moderata, l'umidità può favorire la generazione di specie attive dell'ossigeno, ma un'umidità troppo elevata può inibire la reazione.
Concentrazione dei componenti dell'odore: diverse concentrazioni di molecole di odore hanno effetti diversi sulla velocità di reazione. Una concentrazione troppo elevata può causare la saturazione del fotocatalizzatore, riducendo così l'efficienza della reazione.
