Metody utleniania fotochemicznego stosowane do degradacji zanieczyszczeń obejmują procesy obejmujące zarówno katalityczne, jak i niekatalityczne utlenianie fotochemiczne. Te pierwsze często wykorzystują tlen i nadtlenek wodoru jako utleniacze i opierają się na świetle ultrafioletowym (UV) w celu zainicjowania utleniania i rozkładu zanieczyszczeń. Te drugie, znane jako utlenianie fotokatalityczne, można ogólnie podzielić na katalizę homogeniczną i heterogeniczną.
W heterogenicznej degradacji fotokatalitycznej, pewna ilość światłoczułego materiału półprzewodnikowego jest wprowadzana do zanieczyszczonego układu w połączeniu z określoną ilością promieniowania świetlnego. Powoduje to wzbudzenie par „elektron-dziura” na powierzchni światłoczułego półprzewodnika pod wpływem światła. Rozpuszczony tlen, cząsteczki wody i inne substancje zaadsorbowane na półprzewodniku oddziałują z tymi parami „elektron-dziura”, magazynując nadmiar energii. Pozwala to cząsteczkom półprzewodnika pokonywać bariery reakcji termodynamicznych i działać jako katalizatory w różnych reakcjach katalitycznych, generując silnie utleniające rodniki, takie jak •HO. Rodniki te następnie ułatwiają degradację zanieczyszczeń poprzez procesy takie jak addycja grup hydroksylowych, substytucja i przeniesienie elektronów.
Metody utleniania fotochemicznego obejmują utlenianie fotosensybilizowane, utlenianie fotowzbudzone oraz utlenianie fotokatalityczne. Utlenianie fotochemiczne łączy utlenianie chemiczne i promieniowanie, aby zwiększyć szybkość i zdolność utleniania reakcji utleniania w porównaniu z indywidualnym utlenianiem chemicznym lub 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. Ta metoda jest wysoce skuteczna w usuwaniu małych cząsteczek organicznych, takich jak barwniki, które są trudne do degradacji i toksyczne. Reakcje utleniania fotochemicznego generują w wodzie liczne, wysoce reaktywne rodniki, które łatwo niszczą strukturę związków organicznych.
Czas publikacji: 07.09.2023
