Fotochemische oxidatiemethoden voor de afbraak van verontreinigende stoffen omvatten processen waarbij zowel katalytische als niet-katalytische fotochemische oxidatie betrokken is. De eerste gebruiken vaak zuurstof en waterstofperoxide als oxidatiemiddelen en vertrouwen op ultraviolet (UV) licht om de oxidatie en afbraak van verontreinigende stoffen te initiëren. Deze laatste, bekend als fotokatalytische oxidatie, kan over het algemeen worden gecategoriseerd als homogene en heterogene katalyse.
Bij heterogene fotokatalytische afbraak wordt een bepaalde hoeveelheid fotogevoelig halfgeleidermateriaal in het vervuilde systeem gebracht, gecombineerd met een bepaalde hoeveelheid lichtstraling. Dit resulteert in de excitatie van "elektronen-gat"-paren op het lichtgevoelige halfgeleideroppervlak onder blootstelling aan licht. Opgeloste zuurstof, watermoleculen en andere stoffen die aan de halfgeleider zijn geadsorbeerd, werken samen met deze ‘elektronen-gat’-paren, waardoor overtollige energie wordt opgeslagen. Hierdoor kunnen de halfgeleiderdeeltjes thermodynamische reactiebarrières overwinnen en fungeren als katalysatoren in verschillende katalytische reacties, waarbij zeer oxidatieve radicalen zoals •HO worden gegenereerd. Deze radicalen vergemakkelijken vervolgens de afbraak van verontreinigende stoffen door processen zoals hydroxyltoevoeging, substitutie en elektronenoverdracht.
Fotochemische oxidatiemethoden omvatten fotosensibiliseerde oxidatie, foto-geëxciteerde oxidatie en fotokatalytische oxidatie. Fotochemische oxidatie combineert chemische oxidatie en straling om de snelheid en het oxidatieve vermogen van oxidatiereacties te verbeteren in vergelijking met individuele chemische oxidatie of stralingsbehandeling. Ultraviolet licht wordt vaak gebruikt als stralingsbron bij fotokatalytische oxidatie.
Bovendien moet een vooraf bepaalde hoeveelheid oxidatiemiddelen zoals waterstofperoxide, ozon of bepaalde katalysatoren in het water worden geïntroduceerd. Deze methode is zeer effectief voor het verwijderen van kleine organische moleculen, zoals kleurstoffen, die moeilijk afbreekbaar zijn en giftig zijn. Fotochemische oxidatiereacties genereren talrijke zeer reactieve radicalen in het water, die gemakkelijk de structuur van organische verbindingen verstoren.
Posttijd: 07-sep-2023
