Fotochemische oxidatiemethoden voor de afbraak van verontreinigende stoffen omvatten processen met zowel katalytische als niet-katalytische fotochemische oxidatie. Bij de eerste worden vaak zuurstof en waterstofperoxide als oxidatiemiddelen gebruikt en is ultraviolet (UV) licht nodig om de oxidatie en afbraak van verontreinigende stoffen op gang te brengen. De laatste, bekend als fotokatalytische oxidatie, kan over het algemeen worden onderverdeeld in homogene en heterogene katalyse.
Bij heterogene fotokatalytische afbraak wordt een bepaalde hoeveelheid lichtgevoelig halfgeleidermateriaal in het vervuilde systeem gebracht, in combinatie met een bepaalde hoeveelheid lichtstraling. Dit resulteert in de excitatie van elektron-gatparen op het oppervlak van de lichtgevoelige halfgeleider onder invloed van licht. Opgeloste zuurstof, watermoleculen en andere stoffen die aan de halfgeleider zijn geadsorbeerd, reageren met deze elektron-gatparen en slaan overtollige energie op. Hierdoor kunnen de halfgeleiderdeeltjes thermodynamische reactiebarrières overwinnen en fungeren als katalysatoren in diverse katalytische reacties, waarbij sterk oxiderende radicalen zoals •HO worden gegenereerd. Deze radicalen bevorderen vervolgens de afbraak van verontreinigende stoffen via processen zoals hydroxyladditie, -substitutie en elektronenoverdracht.
Fotochemische oxidatiemethoden omvatten fotosensitieve oxidatie, foto-geïnduceerde oxidatie en fotokatalytische oxidatie. Fotochemische oxidatie combineert chemische oxidatie met bestraling om de snelheid en het oxidatievermogen van oxidatiereacties te verhogen in vergelijking met afzonderlijke chemische oxidatie of bestraling. Ultraviolet licht wordt vaak gebruikt als stralingsbron bij fotokatalytische oxidatie.
Daarnaast 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.
Geplaatst op: 7 september 2023
