Методите за фотохимично окисление за разграждане на замърсители включват процеси, включващи както каталитично, така и некаталитично фотохимично окисление. Първите често използват кислород и водороден пероксид като окислители и разчитат на ултравиолетова (UV) светлина, за да инициират окислението и разграждането на замърсителите. Вторите, известни като фотокаталитично окисление, могат да бъдат категоризирани като хомогенна и хетерогенна катализа.
При хетерогенно фотокаталитично разграждане, определено количество фоточувствителен полупроводников материал се въвежда в замърсената система, комбинирано с определено количество светлинно лъчение. Това води до възбуждане на двойки „електрон-дупка“ върху фоточувствителната полупроводникова повърхност под въздействието на светлина. Разтворен кислород, водни молекули и други вещества, адсорбирани върху полупроводника, взаимодействат с тези двойки „електрон-дупка“, съхранявайки излишна енергия. Това позволява на полупроводниковите частици да преодолеят термодинамичните реакционни бариери и да действат като катализатори в различни каталитични реакции, генерирайки силно окислителни радикали като •H2O2. Тези радикали след това улесняват разграждането на замърсителите чрез процеси като хидроксилно присъединяване, заместване и електронен пренос.
Методите за фотохимично окисление обхващат фотосенсибилизирано окисление, фотовъзбудено окисление и фотокаталитично окисление. Фотохимичното окисление комбинира химическо окисление и радиация, за да повиши скоростта и окислителния капацитет на окислителните реакции в сравнение с отделното химическо окисление или радиационна обработка. Ултравиолетовата светлина обикновено се използва като източник на радиация при фотокаталитичното окисление.
Освен това, във водата трябва да се въведе предварително определено количество окислители като водороден пероксид, озон или определени катализатори. Този метод е високоефективен за отстраняване на малки органични молекули, като например багрила, които са трудни за разграждане и притежават токсичност. Фотохимичните окислителни реакции генерират множество силно реактивни радикали във водата, които лесно разрушават структурата на органичните съединения.
Време на публикуване: 07 септември 2023 г.
