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 oxidatiemiddel en maken gebruik van ultraviolet (UV) licht om de oxidatie en afbraak van verontreinigende stoffen te initiëren. De laatste, bekend als fotokatalytische oxidatie, kan over het algemeen worden gecategoriseerd als homogene en heterogene katalyse.
Bij heterogene fotokatalytische degradatie wordt een bepaalde hoeveelheid lichtgevoelig 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, interageren met deze "elektronen-gat"-paren en slaan overtollige energie op. Dit stelt de halfgeleiderdeeltjes in staat thermodynamische reactiebarrières te overwinnen en als katalysator te fungeren in diverse katalytische reacties, waarbij sterk oxidatieve radicalen zoals •H2O worden gegenereerd. Deze radicalen vergemakkelijken vervolgens de afbraak van verontreinigende stoffen door processen zoals hydroxyladditie, substitutie en elektronenoverdracht.
Fotochemische oxidatiemethoden omvatten fotogevoelige oxidatie, foto-geëxciteerde oxidatie en fotokatalytische oxidatie. Fotochemische oxidatie combineert chemische oxidatie met straling om de snelheid en het oxidatieve vermogen van oxidatiereacties te verbeteren in vergelijking met individuele chemische oxidatie- of stralingsbehandelingen. Ultraviolet licht wordt vaak gebruikt als stralingsbron bij fotokatalytische oxidatie.
Bovendien moet een vooraf bepaalde hoeveelheid oxidatiemiddelen zoals waterstofperoxide, ozon of bepaalde katalysatoren aan het water worden toegevoegd. Deze methode is zeer effectief voor het verwijderen van kleine organische moleculen, zoals kleurstoffen, die moeilijk afbreekbaar en giftig zijn. Fotochemische oxidatiereacties genereren talrijke zeer reactieve radicalen in het water, die de structuur van organische verbindingen gemakkelijk verstoren.
Plaatsingstijd: 07-09-2023
