FOTOKATALİZ

Fotokataliz nedir?

Fotokataliz ışık ile bazı reaksiyonların oluşmasını sağlayan maddedir. Tıpkı fotosentezdeki klorofil gibidir. Işığa maruz kaldığında fotosentez prosesinde olduğu gibi gün boyu aktiftir. Bilinen en güçlü ve ucuz fotokataliz titanium dioksittir. Titanyum dioksitin yarı iletken bir metal olması bu fonksiyonu sağlar . Çevremizde gördüğümüz hemen hemen tüm beyaz renkli objelerde titanyum dioksit farklı bir yapıda bulunur. Ne kimyasal olarak ne de biyolojik olarak aktiftir. Reaksiyona girmemesi onun sürekli ortamda kalarak temizleme prosesini gerçekleştirmesine neden olur. Işık ile çok aktif olmasına rağmen ışık onu parçalayamaz.

 Fotokatalitik reaksiyon; bir katalist aracılığı ile fotonların ışık enerjisinin elektrokimyasal enerjiye transferidir. Kısaca fotokatalist, ışıktaki enerji aracılığı ile yüzeyinde güçlü oksidasyonun meydana geldiği bir yarı iletkendir. Fotokatalizin temel fonksiyonu aktivasyon enerjisini azaltarak reaksiyonun hızını arttırmaktır.



 Ne Tür Tekniklerle Problem Çözülüyor?

 Son yıllarda en etkin alternatif yöntemin “fotokataliz” olduğu belirlenmiştir. Bu yöntem, UV ışığı kullanılarak aktif hale getirilmiş bir yarı iletken ile atık sulardaki zararlı maddelerin bulundukları ortamda “parçalanarak” zararsız ürünlere (su, karbon dioksit, mineral tuzlar) dönüşmesini içermektedir. En uygun yarı iletkenin ticari olarak Degussa P25 ve Hombikat UV100 gibi değişik isimler altında satılan TiO2 (titanyum(IV) oksit)’in olduğu belirlenmiştir. Fotokatalizör olarak etkin bir şekilde kullanılıyor olmalarına rağmen, ticari anlamda bunlara olan ilgi yavaş yavaş azalmaktadır. Çünkü parçalama işlemlerinden sonra gerekli ölçümlerin yapılabilmesi için, bu katalizörlerin çözelti ortamından uzaklaştırılması oldukça zor olmaktadır. Filtrasyon yöntemleri ile ortamdan uzaklaştırılmasına çalışılsa da, zamanla miktarlarındaki azalma ile aktivitelerinde düşmeler ortaya çıkmaktadır. Bu sorunun aşılabilmesinin en uygun yolu, ince film fotokatalizörlerin kullanılabilmesi olmuştur. Böylece, süper-hidrofilik ve etkin fotokatalitik özelliklerinden dolayı, nano boyuta sahip TiO2 içeren ince filmler, “kendi kendini temizleyen, buğulanmayan ve antibakteriyel yüzeylerin oluşturulması ve koku önleme” gibi birçok ileri düzeyde özelliklere de sahip olmalarından dolayı, son derece büyük bir ilgi odağı olmuştur. Bu filmler, UV ışını ile ışınlandığında, yüzeye tutunan organik kirliliklerin parçalanmasını ve su moleküllerinin yüzeye ince film şeklinde dağılmasından dolayı yüzeyden kolayca akarak uzaklaşmalarını sağlayarak, yüzeyin kendi kendini temizleyebilmesine olanak sağlamaktadır. İnce filmlerin oluşturulmasında en önemli adım olarak, nano boyuta sahip TiO2 partiküllerinin uygun bir çözgen içerisinde şeffaf bir şekilde sol oluşturması gerekmektedir.
   Endüstriyel kirlilik ve atmosfer tabakasının her geçen gün biraz daha kirlenmesi yeni teknolojiler üreterek sürekli temizliği zorunlu bir ihtiyaç haline getirmiştir. Bu temizlik çevreye başka zararlar vermemeli tamamıyla temiz kimyasal teknoloji olmalıdır. Kötü kokular, sudaki zararlı bileşikler, bakteriler, nikotin, toksinler, is tabakaları azotlu kükürtlü bileşikler hatta virüsler bu mekanizma ile temizlenebilir. Ama yalnız organik pislikler bu mekanizma ile temizlenir.havadaki zararlı bileşiklerin oldukça düşük limitlere çekilme zorunluluğu sokaktaki ,otobüs durağındaki ,tüneldeki havanın bile bu mekanizma ile temizlenmesi fikrini doğurmuştur. Bu ise yüzeylere yapılan kaplamalarla veya boya ile mümkündür ve etkindir.

                                        Ultra viyole
Organik kirlilik + oksijen ------------  karbon dioksit + su +  mineral asitler
                                Anatas Titanyum dioksit

  Topluma Olan Yararları Ve Sonuçları:

Işığın katalizör etkisi yani fotokataliz uygulamasının bilinen en yaygın kullanımı çevre kirliliğinin temizlenmesidir. Böylelikle ışık ve uygun malzeme bir araya getirildiğinde, temizleme işlemi kendiliğinden oluşmaktadır. Gündüzleri çevremizdeki UV yayınımı santimetre kareye ortalama bir miliwat civarındadır. Bina içlerinde kullandığımız ışıkta ise bu oran binde birine düşer. Bu oranda UV ışınımları bile uygun yapıda titanyum dioksit ile bir araya geldiğinde temizleme süreci başlar. Ancak, fotokatalitik etki için kullanılan titanyum dioksit ile boya, kozmetik ve gıda sanayilerinde kullanılanların yapıları farklıdır. Titanyum dioksit’in fotokatalitik etkisi ışıkla bir araya geldiğinde temas ettiği organikleri parçalama şeklinde olmaktadır. Bu durum pozitif anlamda kullanıldığında çevremizdeki havada, suda ve çeşitli yüzeylerin üzerindeki istenmeyen organiklerin ( kir, mikrop, bakteri, koku ve zararlı organik kimyasallar) yok edilmesi anlamını taşımaktadır. Fotokatalizör, ışık ile etkileştiğinde aktif hale geçerek, kuvvetli yükseltgen ve/veya indirgen aktif yüzeyler oluşturan bir yarı iletken olarak tarif edilebilir. Birçok fotokatalizör olmasına rağmen çoğu fotokataliz uygulamalarında TiO2 katalizör olarak kullanılmaktadır. İdeal bir fotokatalizörün şu özellikleri taşıması gereklidir:
 1)Tamamen kararlı fiziksel ve kimyasal yapıya sahip olması 
 2)Yüksek fotokatalitik aktifliğinin olması
 3)Zararsız, toksik olmaması
 4) Kimyasallardan, dış etkilerden etkilenmemeli,
 5)Görünür ışık veya yakın ultraviyole ışınları ile aktif hale geçebilmeli (ekonomik anlamda önemli),
 6) Ucuz olmalı,
 7)Kolay sentezlenebilmeli ve kolay elde edilebilmeli,
 8) Toksik olmamalı,
 9)Oldukça geniş yüzey alanı, saf ve nano boyutta kristal yapısına sahip olmalı.
     Yukarıdaki özelliklerden biri sağlanamıyorsa ideal bir fotokatalizörden bahsetmek oldukça zordur.


 Son yıllarda yapılan çalışmalar sonrasında ilk kez nanoteknolojik kendi kendini temizleyen camlar Activ(Pilkington Glass),Bioclean (ST Gobain), Sunclean (PPG) tarafından pazara verilmeye başlanmıştır. Camın çok fazla kullanıldığı inşaat sektöründe önemli büyüme beklenmektedir. Aluminyum paneller içinde bu tür uygulamalar için çalışmalar başlatılmıştır. Bakterileri temizleme yeteneğinden dolayı bu kaplamalar ameliyat sonrası enfeksiyon ölümlerine çare olacaktır. Bu yüzden kaplanmış hastane odaları yapılmıştır.

 Bakterilerin e-coli metisilin, MRSA (staph. Aureus) gibi kaplamalı yüzeylerde 1 saatlik 1000 lux şiddetinde ışın sonrasında önemli ölçüde azaldığı görülmüştür. Doğu’daki çalışmalar SARS ‘a karşı da çözüm bulma umudu taşımaktadır.

 Kirli havanın deodarizasyonu, suyun temizlenerek içilebilir su elde edilmesi, bakterilerin öldürülmesi, sebze ve meyve kapları ile uzun sure taze kalan meyveler, vazoda günlerce solmadan duran çiçekler nanoteknolojik kaplamalarla mümkün olabilecektir. Fotokataliz ile yapılan nanoteknolojik kendi kendisini temizleyen camlar sonucunda yağmur sonrası camın daha net gösterdiği fakat normal camın daha bulanık gösterdiği yapılan deneyler sonucunda görülmüştür.

 IŞIĞA KARŞI PARTİKÜL
 
CERN laboratuvarlarına bağlı İtalya'daki Gran Sasso yeraltı laboratuvarlarında çalışan ve dünyanın çeşitli ülkelerinden gelen bilim adamları, yaptıkları deneyler sırasında bir takım subatomik partiküllerin ışıktan daha hızlı hareket ettiğini ölçtüklerini duyurdular.

 OPERA adı verilen bir araştırma programı çerçevesinde, İsviçre'deki CERN araştırma merkezinde bulunan 15000 vericiden gönderilen Neutrinos partiküllerinin, İtalya'da bulunan Gran Sasso laboratuvarındaki büyük alıcılar tarafından yakalandığını ve Neutrinos'ların bu mesafeyi ışığa göre 60 nano saniye daha önce katettiğini hesapladıklarını belirten bilim adamlarının bu buluşu, bugüne kadar "en hızlı hareket ediyor" diye bilinen ve Einstein'a ait olan ışık hızı teorisini de bitirebilir bir niteliktedir.

 Üç yıldır ışığın hızıyla ilgili deneylerini sürdüren bilim adamları, İtalya'da Alpler'in uzantısı olan Apenin Dağları'nın altında bir laboratuvardan 700 kilometre ötedeki diğer laboratuara fırlatılan nötronların, hedefe saniyenin milyarda biri kadar önce vardığını hesapladı. Ulaştıkları sonucu teyit etmek için ölçümlerini tam 15 bin defa tekrarlayan bilim adamları, ortaya çıkan sonucun kendilerini çok şaşırttığını, yanılmadıklarının ispatlanması için ABD ve Japonya'daki bilim merkezlerinde bağımsız ölçümlerin yapılması gerektiğini belirtti. Bilim adamları, teyit amaçlı başka deneyler yapılmadan, kendi ulaştıkları bulgulara temkinli yaklaştıklarını da kaydetti. Atomdan küçük partiküllerin ışık hızını geçebildikleri bilimsel olarak kanıtlanırsa, bu, Albert Einstein'ın ünlü "İzafiyet Teorisinin bazı kısımlarının çürütülmesi anlamına gelecek. Evrendeki fiziksel düzenin nasıl işlediğine dair ortaya konmuş olan yasalar altüst olabilecek.

  TOPLUMA OLAN YARARLARI UV
(Ultraviyole ışık) Arıtma
• Ultraviyole ışığı sayesinden geçen havayı dezenfekte eder.
• Merkezi havalandırma sistemleriyle birleşebilir ya da tekli ünite olarak kullanılabilir.
• UV ışığı sadece ışığın geçiş doğrultsundaki kirletici unsurları temizleyebilir. Işığın geçmediği ortamdaki hava etkilenmez.
• Kirletici unsurların temizlenmesi için UV ışığına uzun süre maruz kalması gerekir.
• UV ışığı insanlara maruz kaldığında tehlikelidir.
• Bazı türler (örneğin Aspergillus Niger) UV ışığına tamamen dayanıklıdır.
• UOB'lere, gaz ve kokuya karşı etkili değildir.
• Havadaki Partikül Sayılarını azaltmak için etkili değildir
• Bunlardan bazıları ozon tabakasına zarar verebilecek ürünler verir.
• Merkezi sisteme takıldığında hava akışını sınırlamaz.
• Her sene yıpranmış ampüllerin değiştirilmesi gerekir.

 YARI İLETKENLER

Yarı iletken madde, elektrik iletkenliği bakımından iletken ile yalıtkan arasında kalan maddelerdir. Normal durumda yalıtkan olan bu maddeler ısı ışık manyetik etki ve ya elektriksel gerilim gibi dış etkiler uygulandığında bir miktar değerlik elektronlarını serbest hale geçirerek iletken duruma gelirler. Uygulanan bu dış etki veya etkiler ortadan kaldırıldığında ise yalıtkan duruma geri dönerler. Bu özellik elektronik alanında yoğun olarak kullanılmalarını sağlamıştır. Yarı iletkenler germanyum, silisyum, selenyum gibi elementler olabildiği gibi; bakır oksit, galyum, arsenik, indiyum fosfor, kurşun sülfür gibi bileşikler de olabilir. Silisyum da özellik olarak germanyum ile hemen hemen aynıdır. Yarı iletkenli elektronik devre elemanlarında daha çok silisyum kullanılır. Silisyum ve germanyum devre elemanı üretiminde saf olarak kullanılmaz. Ayrıca günümüzde Güneş enerjisini elektrik enerjisine çevirmede yarı iletkenlerden maksimum ölçüde faydalanılır. Zira güneşten gelen foton tanecikleri yarı iletkenlerin atomik yapısındaki zayıf moleküler bağlar sayesinde elektronların serbest kalmalarını sağlarlar. Ve bu da diğer bir yarı iletken yapıya elektron akışını mümkün kılar. Günümüzde kullanılan bazı hesap makineleri, bu yapı ile çalışmaktadır. Elektrik akımını bir değere kadar akmasına izin vermeyen bu değerden sonra sonsuz küçük direnç gösteren maddelerdir. Yarı iletkenler periyodik cetvelde 3. ve 5. gruba girerler. Bu demektir ki son yörüngelerinde elektron alıcılığı veya vericiliği iletkenden fazla yalıtkandan daha azdır.
 İletkenler: Pt, Ni, Au, Cu, Al, Fe...
Yalıtkan: Ebonit, Cam, Tahta, Su...
Yarı iletkenler: S, Ge, Br, Al, In(indiyum)…

Yarı iletkenlerin başlıca şu özellikleri vardır:
• İletkenlik bakımından iletkenler ile yalıtkanlar arasında yer alırlar,
• Normal halde yalıtkandırlar.
• Ancak ısı, ışık ve magnetik etki altında bırakıldığında veya gerilim uygulandığında bir miktar valans elektronu serbest hale geçer, yani iletkenlik özelliği kazanır.
• Bu şekilde iletkenlik özelliği kazanması geçici olup, dış etki kalkınca elektronlar tekrar atomlarına dönerler.
• Tabiatta basit eleman halinde bulunduğu gibi laboratuarda bileşik eleman halinde de elde edilir.
• Yarı iletkenler kristal yapıya sahiptirler. Yani atomları kübik kafes sistemi denilen belirli bir düzende sıralanmıştır.
• Bu tür yarı iletkenler, yukarıda belirtildiği gibi ısı, ışık, etkisi ve gerilim uygulanması ile belirli oranda iletken hale geçirildiği gibi, içlerine bazı özel maddeler katılarak ta iletkenlikleri arttırılmaktadır.
• Katkı maddeleriyle iletkenlikleri arttırılan yarı iletkenlerin elektronikte ayrı bir yeri vardır.

 Yarı iletkenlerde bant aralığı yalıtkanlara göre daha azdır. Elektronların değerlik bandından iletkenlik bandına geçmesi termal, elektriksel veya ışık gibi bir dış etken sayesinde gerçekleşir. Elektronun bir banttan diğerine geçmesine neden olan etki ışık ise bu tür maddelere “fotokatalizör” adı verilir. İletİletken, yalıtkan ve yarı iletkenlerin enerji bant diyagramları şekilde görülmektedir.

 TİTANYUMDİOKSİT (TiO2) 
  TIO2 NEDİR ?

 Titanyum Dioksit, beyaz inorganik bir pigmenttir. Oda sıcaklığında katı durumda olup, 2500-3000 C arasında kaynamaya başlar. Titanyum Dioksit pigmenti yüksek beyazlatıcılık, üstün kapatıcılık ve renk değişimlerine dayanıklılık özelliklerine sahip beyaz toz görünümündedir. Ticari Titanyum Dioksit saf değildir, sentetik bir pigmenttir. Yukarıda belirttiğimiz özelliklerinin kuvvetlenmesi için üretim aşamasında Tanecik Büyüklük Dağılımı sıkı kontrol altında tutularak, genellikle organik ve inorganik yüzey uygulamalarına tabi tutulur. Titanyum Dioksit, beyaz bir pigment oluşundan dolayı ışığı yansıtıcılık, beyazlık, kapatıcılık ve hava koşullarına karşı dayanıklılık özelliklerinden dolayı Plastik, Boya, Mürekkep, Kağıt ve Gıda sektörleri için vazgeçilmez hammaddelerden olmuştur Titanyum dioksit (TiO2), E171 gıda katkı maddesi koduyla bilinen bir gıda renklendiricisidir. Renklendirici olarak kullanılan titanyum dioksit, titanium beyazı olarak da bilinir. Gıda renklendiricisi olarak kullanımının yanı sıra, boya ve güneş losyonu üretiminde de kullanılır. Yaygın olarak kullanılmaktadır, çünkü gözle görülebilir ışığı etkin biçimde dağıtır, boya ve kaplamalara beyazlık, parlaklık ve opasite özellikleri verir. Ham titanyum dioksit, titanyum tetraklorun saflaştırılması yoluyla elde edilir. Bu işlem sülfat ve klor prosesleri olarak iki türde yapılmaktadır. Ticari titanyum dioksit saf değildir, sentetik bir pigmenttir. Boya üreticilerinin satın alma bütçelerindeki en büyük gider titanyum dioksittir. Kullanımı ağırlıklı olarak yapı/inşaat (satın almanın %50'si) ve sanayi (satın almanın %30'u) boyalarındadır. Otomotiv ve mobilya boyalarında ise daha az kullanılır. Yaklaşık 40 milyon USD'lık bir piyasa yaratan Titanyum dioksit, bu miktarla tek başına üretim zincirinin %22'sini teşkil etmektedir.

 Kullanım Alanları 

Gıda sektöründe özellikle şekerleme, sakız, kabartma tozu, beyaz leblebi gibi beyaz olan birçok üründe titanyum dioksit kullanılmaktadır. Titanyum dioksit'in en önemli işlevi pigment olmak şartıyla hem boya ve kaplama hem de plastik, kağıt, mürekkep, fiber, ilaç (hap ve tabletlerde), gıda ve kozmetik ürünlerinde; parlaklık, beyazlık ve donukluk sağlamasıdır.

 Titanyum dioksit dünyada en geniş çapta kullanılan beyaz pigmenttir. Sadece elmaslar titanyum dioksitten daha fazla kırılma göstergesine sahiptir. Kırılma göstergesi, ışığın eğilebilme kabiliyetinin ölçümüne denir. Bu sayede donukluk ve örtme kabiliyeti sağlanır. Sadece magnezyum oksit, titanyum dioksitten daha beyazdır. Ancak bu maddenin kırılma göstergesi titanyum dioksitten çok daha düşüktür. Bu da istenilen donukluğa ulaşmak için çok daha fazla magnezyum oksit gerektiği anlamına gelir. Bu nedenle pratikte, titanyum dioksit tercih edilir. Bu özelliği yardımıyla titanyum dioksit, yüzey kaplamak için beyaz renk olarak, ürünlerde katmanları ayırmak amacıyla ve diş macununda beyazlatıcı ajan olarak kullanılır. Titanyum dioksit, kozmetikte kalınlaştırıcı, beyazlaştırıcı, yağlayıcı ve güneş ışınlarını kesici bir madde olarak da kullanılan bir mineraldir. Cildi UVA ve UVB radyasyonundan korur ve cildi tahriş etme riski yoktur.

 Genellikle birçok kozmetik preparatlar ışık uzaklıkta ciltten yansıtacak şekilde yer almaktadır. Ayrıca güneş koruması önemli bir bileşeni ultraviyole emilimini caydırmak için (UV) güneş ışınları, konsantrasyon hangi ürünün Güneş Koruma Faktörü veya SPF belirler.

 Topluma Olan Yararları 

Beyaz un, sofra tuzu, şeker, sakız, dişmacunu, sabun, deterjanlar, kimyasal ilaçlar, vitaminler, şekerleme, karbonat, kabartma tozu, ve partikül halindeki gıdalar gibi birçok ürün titanyumdioksitle beyazlatılır.

 Işığı yansıtıcılık, beyazlık, kapatıcılık gibi özelliklere sahip olduğu için boyalarda ve kalınlaştırıcı, beyazlaştırıcı, yağlayıcı ve güneş ışınlarını kesici kozmetiklerde bulunur. Titanyumdioksit nanoteknolojide kullnılan üç ana maddeden biridir. Nanoteknolojik boyalar, bütün tıbbi ilaçlar renklendirici ve koruyucu (kaplayıcı) madde özelliğını titanyumdioksitten almaktadır. Titanyumdioksit kalıcıdır ve biyolojik olarak asla parçalanmaz.

 Kendi Kendini Temizleyen Ürünler:

Kumaşlara kendi kendilerini temizleme becerisi, dokunduklan iplikleri titanyumdioksit nano kristalleriyle kaplayarak kazandırılır. Güneş ışığı ve titanyumdioksit nano kristalleri bir araya geldiğinde fotokataliz yani parçalara ayırma gerçekleşir. Kumaş veya duvar boyasına bulaşan leke işte bu mekanizmayla ortadan kaldırılır.

 TiO2 Yarı iletkenin Kullanım Alanları

 Fotokatalizör olarak TiO2’ nin genel olarak kullanıldığı alanlardan bazıları şekilde gösterilmiştir.

 TiO2’ nin Fotokatalitik Mekanizması

 Fotokatalizörün yüzeyinde gerçekleşen mekanizma, fotosentez mekanizmasına benzetilebilir. Bitkilerdeki klorofil de bir çeşit fotokatalizör görevi görmektedir. Çünkü klorofil, üzerine düşen güneş ışınlarını absorplayarak, su ve karbon dioksiti oksijen ve glikoza dönüştürürken, fotokatalizör absorpladığı güneş ışınları etkisi ile yüzeyinde kuvvetli yükseltgen türler olan radikalleri (oksit, peroksit ve hidroksil radikalleri) oluşturarak, zararlı organik moleküllerin parçalanarak, su ve karbon dioksit gibi zararsız türlerin oluşmasını sağlar. Bu şekilde birbirine benzetilen fotokataliz ve fotosentez olayları basitçe şekilde gösterilmektedir.

 IŞIK İLE KENDİNİ TEMİZLEME

 Fotokatalitik ışık ile kendini temizleme anlamına gelmektedir. Fotokatalist, ışığı absorbe ederek/emerek yüksek enerjiyle yüklenen ve tepkenlere (belli bir tepkimeye giren maddelere) bu enerjiyi sağlayarak kimyasal tepkimeye neden olur. Yarı iletkenler ve metal karışımlar fotokatalist olarak kullanılır ve en sık kullanılan madde de titanyum dioksittir (TiO2). Suda çözünen toksik kimyasallar ve kötü kokulu maddeler gibi havada çözünen kimyasallar da dahil olmak üzere çeşitli zararlı organik maddeler ışığa maruz bırakılarak kolayca ayrıştırılıp detoksifiye edilebilir. Ayrıca, zararlı kimyasallar veya fosil yakıtları kullanmadan ve bunların yerine güneş ışığı gibi temiz ve tükenmeyen bir kaynak kullanarak dağılmış çevre kirleticilerin güvenli, verimli ve yarı kalıcı bir şekilde temizlenmesi gibi başka bazı avantajlar da bulunmaktadır. Bu araştırmada, gerçek amaçlı kullanıma ve su arıtma, hava arıtma, bakteri ve mantarları öldürme ve çürümeyi önleme gibi özel amaçlara yönelik düşük maliyetli, yüksek performanslı fotokatalitik geliştirilmiştir. Geliştirilen fotokatalitik farklı çevre alanlarında uygulanmıştır ve amaç fotokatalitik ürünlerin yayılmasını sağlayarak dünya çevresini temizlemektedir. Fotokataliz, II. Dünya Savaşı öncesinde, boya güneş ışığına maruz bırakıldığında TiO2 içeren beyaz pigmentin kabarıp dökülmesi nedeniyle boyanın bozulması olarak biliniyordu ve bu durum uzun bir süre sorun olarak kabul edilmişti. Bu nedenle, titanyum dioksit üreten pigment üreticileri, TiO2 pigmentini fotokatalize uğramayan seramikle kaplayarak bozulmayı önlemek için çaba harcamıştır. Fotokatalist, yüzeye yakınlaşana kadar hedef maddeyi ayrıştıramıyordu ve aynı zamanda yüksek konsantrasyon ve kısa arıtma süresi durumunda kirleticilerin ortadan kaldırılmasında zorluğa neden olan yavaş tepkime hızı sorunu vardı. Ayrıca, katalist tekstil ürünleri veya plastiğe yapıştığında, fotokataliz maddelerin kırılmasına neden oluyordu ve bu nedenle fotokatalizin tekstil ve plastikte kullanımı mümkün değildi. Her ne kadar fotokatalist, çevre alanında yaygın olarak kullanılsa da kullanım amacına göre değişen farklı gereklilikler vardı (örneğin, çürümeyi önleyicilik için yüzeyin pürüzsüz olması gerekiyordu, kötü kokulardan arındırma için yüzey alanın attırılması amacıyla yüzeyin engebeli olması gerekiyordu) ve uygulama alanı sağlamak için özel kullanıma uygun fotokatalistler geliştirmek gerekiyordu. Gerçek kullanıma uygun hale getirilmiş etkili fotokatalist ve fotokatalitik ürün geliştirilmesi teknolojik engel idi.