Fotoelektrokeemiline oksüdatsioon

Fotokeemilised oksüdatsioonimeetodid saasteainete lagundamiseks hõlmavad protsesse, mis hõlmavad nii katalüütilist kui ka mittekatalüütilist fotokeemilist oksüdatsiooni. Esimesed kasutavad sageli oksüdeerijatena hapnikku ja vesinikperoksiidi ning toetuvad saasteainete oksüdatsiooni ja lagunemise algatamiseks ultraviolettvalgusele (UV). Viimast, mida nimetatakse fotokatalüütiliseks oksüdatsiooniks, võib üldiselt liigitada homogeenseks ja heterogeenseks katalüüsiks.

Heterogeense fotokatalüütilise lagunemise korral viiakse saastunud süsteemi teatud kogus valgustundlikku pooljuhtmaterjali koos teatud koguse valguskiirgusega. Selle tulemuseks on "elektron-augu" paaride ergastamine valgustundlikul pooljuhtpinnal valguse käes. Lahustunud hapnik, veemolekulid ja muud pooljuhile adsorbeerunud ained interakteeruvad nende "elektron-augu" paaridega, salvestades liigset energiat. See võimaldab pooljuhtosakestel ületada termodünaamilised reaktsioonibarjäärid ja toimida katalüsaatoritena erinevates katalüütilistes reaktsioonides, tekitades tugevalt oksüdatiivseid radikaale, nagu • H O. Need radikaalid hõlbustavad seejärel saasteainete lagunemist selliste protsesside kaudu nagu hüdroksüüli lisamine, asendamine ja elektronide ülekanne.

Fotokeemilised oksüdatsioonimeetodid hõlmavad fotosensibiliseeritud oksüdatsiooni, fotoergastusega oksüdatsiooni ja fotokatalüütilist oksüdatsiooni. Fotokeemiline oksüdatsioon ühendab keemilise oksüdatsiooni ja kiirguse, et suurendada oksüdatsioonireaktsioonide kiirust ja oksüdatsioonivõimet võrreldes individuaalse keemilise oksüdatsiooni või kiiritusraviga. Ultraviolettvalgust kasutatakse tavaliselt fotokatalüütilise oksüdatsiooni kiirgusallikana.

Lisaks tuleb vette viia eelnevalt kindlaksmääratud kogus oksüdante, nagu vesinikperoksiid, osoon või teatud katalüsaatorid. See meetod on väga tõhus väikeste orgaaniliste molekulide, näiteks värvainete eemaldamiseks, mida on raske lagundada ja millel on toksilisus. Fotokeemilised oksüdatsioonireaktsioonid tekitavad vees arvukalt väga reaktsioonivõimelisi radikaale, mis rikuvad kergesti orgaaniliste ühendite struktuuri.