Metody utleniania fotochemicznego służące do degradacji substancji zanieczyszczających obejmują procesy obejmujące zarówno katalityczne, jak i niekatalityczne utlenianie fotochemiczne. W tych pierwszych często wykorzystuje się tlen i nadtlenek wodoru jako utleniacze, a do inicjowania utleniania i rozkładu substancji zanieczyszczających wykorzystuje się światło ultrafioletowe (UV). To ostatnie, znane jako utlenianie fotokatalityczne, można ogólnie podzielić na katalizę jednorodną i heterogeniczną.
W heterogenicznej degradacji fotokatalitycznej do zanieczyszczonego układu wprowadzana jest pewna ilość światłoczułego materiału półprzewodnikowego w połączeniu z pewną ilością promieniowania świetlnego. Powoduje to wzbudzenie par „elektron-dziura” na światłoczułej powierzchni półprzewodnika pod wpływem światła. Rozpuszczony tlen, cząsteczki wody i inne substancje zaadsorbowane na półprzewodniku oddziałują z parami „elektron-dziura”, magazynując nadmiar energii. Umożliwia to cząstkom półprzewodników pokonywanie termodynamicznych barier reakcyjnych i działanie jako katalizatory w różnych reakcjach katalitycznych, generując silnie utleniające rodniki, takie jak •HO. Rodniki te ułatwiają następnie degradację substancji zanieczyszczających w procesach takich jak addycja grup hydroksylowych, podstawienie i przeniesienie elektronów.
Metody utleniania fotochemicznego obejmują utlenianie fotosensybilizowane, utlenianie fotowzbudzone i utlenianie fotokatalityczne. Utlenianie fotochemiczne łączy utlenianie chemiczne i promieniowanie w celu zwiększenia szybkości i zdolności utleniającej reakcji utleniania w porównaniu z indywidualnym utlenianiem chemicznym lub obróbką promieniowaniem. Światło ultrafioletowe jest powszechnie stosowane jako źródło promieniowania w utlenianiu fotokatalitycznym.
Dodatkowo do wody należy wprowadzić określoną ilość utleniaczy, takich jak nadtlenek wodoru, ozon lub określone katalizatory. Metoda ta jest bardzo skuteczna w usuwaniu małych cząsteczek organicznych, takich jak barwniki, które są trudne do rozkładu i posiadają toksyczność. Fotochemiczne reakcje utleniania generują w wodzie liczne wysoce reaktywne rodniki, które łatwo zakłócają strukturę związków organicznych.
Czas publikacji: 7 września 2023 r
