Методи фотохімічного окислення для розкладання забруднюючих речовин включають процеси, що включають як каталітичне, так і некаталітичне фотохімічне окислення. Перші часто використовують кисень і перекис водню як окислювачі та покладаються на ультрафіолетове (УФ) світло для ініціювання окислення та розкладання забруднюючих речовин. Останні, відомі як фотокаталітичне окислення, можна загалом класифікувати як гомогенний та гетерогенний каталіз.
При гетерогенній фотокаталітичній деградації певна кількість фоточутливого напівпровідникового матеріалу вводиться в забруднену систему в поєднанні з певною кількістю світлового випромінювання. Це призводить до збудження пар «електрон-дірка» на поверхні фоточутливого напівпровідника під впливом світла. Розчинений кисень, молекули води та інші речовини, адсорбовані на напівпровіднику, взаємодіють з цими парами «електрон-дірка», накопичуючи надлишкову енергію. Це дозволяє частинкам напівпровідника долати термодинамічні бар'єри реакції та діяти як каталізатори в різних каталітичних реакціях, генеруючи високоокислювальні радикали, такі як •H2O. Ці радикали потім сприяють деградації забруднюючих речовин за допомогою таких процесів, як гідроксильне приєднання, заміщення та перенос електронів.
Методи фотохімічного окислення охоплюють фотосенсибілізоване окислення, фотозбуджене окислення та фотокаталітичне окислення. Фотохімічне окислення поєднує хімічне окислення та випромінювання для підвищення швидкості та окислювальної здатності реакцій окислення порівняно з окремим хімічним окисленням або радіаційною обробкою. Ультрафіолетове світло зазвичай використовується як джерело випромінювання у фотокаталітичному окисленні.
Крім того, у воду необхідно ввести заздалегідь визначену кількість окислювачів, таких як перекис водню, озон або певні каталізатори. Цей метод є дуже ефективним для видалення малих органічних молекул, таких як барвники, які важко розкладаються та є токсичними. Фотохімічні реакції окислення генерують у воді численні високореактивні радикали, які легко порушують структуру органічних сполук.
Час публікації: 07 вересня 2023 р.
