Методы фотохимического окисления для разложения загрязняющих веществ включают процессы, включающие как каталитическое, так и некаталитическое фотохимическое окисление. Первые часто используют кислород и перекись водорода в качестве окислителей и полагаются на ультрафиолетовый (УФ) свет для инициирования окисления и разложения загрязняющих веществ. Последний, известный как фотокаталитическое окисление, в целом можно отнести к категории гомогенного и гетерогенного катализа.
При гетерогенной фотокаталитической деградации определенное количество светочувствительного полупроводникового материала вводится в загрязненную систему в сочетании с определенным количеством светового излучения. Это приводит к возбуждению пар «электрон-дырка» на поверхности светочувствительного полупроводника под воздействием света. Растворенный кислород, молекулы воды и другие вещества, адсорбированные на полупроводнике, взаимодействуют с этими парами «электрон-дырка», запасая избыточную энергию. Это позволяет частицам полупроводника преодолевать термодинамические реакционные барьеры и действовать как катализаторы в различных каталитических реакциях, генерируя высокоокислительные радикалы, такие как •HO. Эти радикалы затем способствуют деградации загрязняющих веществ посредством таких процессов, как гидроксильное присоединение, замещение и перенос электронов.
Методы фотохимического окисления охватывают фотосенсибилизированное окисление, фотовозбужденное окисление и фотокаталитическое окисление. Фотохимическое окисление объединяет химическое окисление и облучение для повышения скорости и окислительной способности реакций окисления по сравнению с индивидуальным химическим окислением или обработкой облучением. Ультрафиолетовый свет обычно используется в качестве источника излучения при фотокаталитическом окислении.
Кроме того, в воду необходимо ввести заранее определенное количество окислителей, таких как перекись водорода, озон или определенные катализаторы. Этот метод очень эффективен для удаления небольших органических молекул, таких как красители, которые трудно разлагаются и обладают токсичностью. Фотохимические реакции окисления генерируют в воде многочисленные высокореактивные радикалы, которые легко разрушают структуру органических соединений.
Время публикации: 07-сен-2023
