Fotokemiska oxidationsmetoder för nedbrytning av föroreningar inkluderar processer som involverar både katalytisk och icke-katalytisk fotokemisk oxidation. De förra använder ofta syre och väteperoxid som oxidanter och förlitar sig på ultraviolett (UV) ljus för att initiera oxidation och nedbrytning av föroreningar. Den senare, känd som fotokatalytisk oxidation, kan generellt kategoriseras som homogen och heterogen katalys.
Vid heterogen fotokatalytisk nedbrytning introduceras en viss mängd ljuskänsligt halvledarmaterial i det förorenade systemet, i kombination med en viss mängd ljusstrålning. Detta resulterar i excitation av "elektronhål"-par på den ljuskänsliga halvledarytan under ljusexponering. Löst syre, vattenmolekyler och andra ämnen som adsorberats på halvledaren interagerar med dessa "elektronhål"-par och lagrar överskottsenergi. Detta gör att halvledarpartiklarna kan övervinna termodynamiska reaktionsbarriärer och fungera som katalysatorer i olika katalytiska reaktioner, vilket genererar starkt oxidativa radikaler såsom •H2O. Dessa radikaler underlättar sedan nedbrytningen av föroreningar genom processer som hydroxyladdition, substitution och elektronöverföring.
Fotokemiska oxidationsmetoder omfattar fotosensibiliserad oxidation, fotoexciterad oxidation och fotokatalytisk oxidation. Fotokemisk oxidation kombinerar kemisk oxidation och strålning för att öka hastigheten och oxidationskapaciteten hos oxidationsreaktioner jämfört med individuell kemisk oxidation eller strålbehandling. Ultraviolett ljus används ofta som strålningskälla vid fotokatalytisk oxidation.
Dessutom måste en förutbestämd mängd oxidanter som väteperoxid, ozon eller vissa katalysatorer tillsättas i vattnet. Denna metod är mycket effektiv för att avlägsna små organiska molekyler, såsom färgämnen, som är svåra att bryta ner och har toxicitet. Fotokemiska oxidationsreaktioner genererar ett flertal mycket reaktiva radikaler i vattnet, vilka lätt bryter ner strukturen hos organiska föreningar.
Publiceringstid: 7 sep-2023
