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. Останнє, відоме як фотокаталітичне окислення, загалом можна класифікувати як гомогенний і 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 фоточутливій поверхні напівпровідника під впливом світла. Розчинений кисень, молекули води та інші речовини, адсорбовані на напівпровіднику, взаємодіють із цими парами «електрон-дірка», накопичуючи надлишкову енергію. Це дозволяє частинкам напівпровідника долати бар’єри термодинамічних реакцій і діяти як каталізатори в різних каталітичних реакціях, утворюючи радикали з високою окислювальною здатністю, такі як •HO. Потім ці радикали полегшують деградацію забруднюючих речовин за допомогою таких процесів, як додавання гідроксилу, заміщення та перенесення електронів.
Методи фотохімічного окислення охоплюють фотосенсибілізоване окислення, фотозбуджене окислення та фотокаталітичне окислення. Фотохімічне окислення поєднує хімічне окислення та випромінювання для підвищення швидкості та окисної здатності реакцій окислення порівняно з індивідуальним хімічним окисленням або радіаційною обробкою. Ультрафіолетове світло зазвичай використовується як джерело випромінювання при фотокаталітичному окисленні.
Крім того, у воду необхідно ввести певну кількість окислювачів, таких як перекис водню, озон або певні каталізатори. Цей метод є високоефективним для видалення невеликих органічних молекул, таких як барвники, які важко розкладаються та є токсичними. Реакції фотохімічного окислення генерують численні високоактивні радикали у воді, які легко порушують структуру органічних сполук.
Час публікації: 07 вересня 2023 р
