Οι μέθοδοι φωτοχημικής οξείδωσης για την αποικοδόμηση ρύπων περιλαμβάνουν διεργασίες που περιλαμβάνουν τόσο καταλυτική όσο και μη καταλυτική φωτοχημική οξείδωση. Οι πρώτες χρησιμοποιούν συχνά οξυγόνο και υπεροξείδιο του υδρογόνου ως οξειδωτικά και βασίζονται στην υπεριώδη (UV) ακτινοβολία για την έναρξη της οξείδωσης και της αποσύνθεσης των ρύπων. Η δεύτερη, γνωστή ως φωτοκαταλυτική οξείδωση, μπορεί γενικά να κατηγοριοποιηθεί ως ομοιογενής και ετερογενής κατάλυση.
Στην ετερογενή φωτοκαταλυτική αποικοδόμηση, μια ορισμένη ποσότητα φωτοευαίσθητου ημιαγωγικού υλικού εισάγεται στο μολυσμένο σύστημα, σε συνδυασμό με μια ορισμένη ποσότητα φωτεινής ακτινοβολίας. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα τη διέγερση ζευγών «ηλεκτρονίων-οπών» στην φωτοευαίσθητη επιφάνεια του ημιαγωγού υπό την έκθεση στο φως. Το διαλυμένο οξυγόνο, τα μόρια νερού και άλλες ουσίες που προσροφώνται στον ημιαγωγό αλληλεπιδρούν με αυτά τα ζεύγη «ηλεκτρονίων-οπών», αποθηκεύοντας περίσσεια ενέργειας. Αυτό επιτρέπει στα σωματίδια ημιαγωγών να υπερνικήσουν τα θερμοδυναμικά εμπόδια αντίδρασης και να δράσουν ως καταλύτες σε διάφορες καταλυτικές αντιδράσεις, παράγοντας έντονα οξειδωτικές ρίζες όπως το •HO. Αυτές οι ρίζες στη συνέχεια διευκολύνουν την αποικοδόμηση των ρύπων μέσω διεργασιών όπως η προσθήκη υδροξυλίου, η υποκατάσταση και η μεταφορά ηλεκτρονίων.
Οι μέθοδοι φωτοχημικής οξείδωσης περιλαμβάνουν την φωτοευαισθητοποιημένη οξείδωση, την φωτοδιεγερμένη οξείδωση και την φωτοκαταλυτική οξείδωση. Η φωτοχημική οξείδωση συνδυάζει τη χημική οξείδωση και την ακτινοβολία για να ενισχύσει τον ρυθμό και την οξειδωτική ικανότητα των αντιδράσεων οξείδωσης σε σύγκριση με την μεμονωμένη χημική οξείδωση ή την επεξεργασία με ακτινοβολία. Το υπεριώδες φως χρησιμοποιείται συνήθως ως πηγή ακτινοβολίας στη φωτοκαταλυτική οξείδωση.
Επιπλέον, πρέπει να εισαχθεί στο νερό μια προκαθορισμένη ποσότητα οξειδωτικών όπως υπεροξείδιο του υδρογόνου, όζον ή ορισμένοι καταλύτες. Αυτή η μέθοδος είναι ιδιαίτερα αποτελεσματική για την απομάκρυνση μικρών οργανικών μορίων, όπως χρωστικές, που είναι δύσκολο να αποικοδομηθούν και έχουν τοξικότητα. Οι φωτοχημικές αντιδράσεις οξείδωσης παράγουν πολυάριθμες εξαιρετικά δραστικές ρίζες στο νερό, οι οποίες διαταράσσουν εύκολα τη δομή των οργανικών ενώσεων.
Ώρα δημοσίευσης: 07 Σεπτεμβρίου 2023
