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, чтобы инициировать окисление и разложение загрязняющих веществ. Последнее, известное как фотокаталитическое окисление, обычно можно разделить на гомогенный и гетерогенный катализ.
При гетерогенной фотокаталитической деградации в загрязненную систему вводится определенное количество светочувствительного полупроводникового материала в сочетании с определенным количеством светового излучения. Это приводит к возбуждению пар «электрон-дырка» на светочувствительной поверхности полупроводника под воздействием света. Растворенный кислород, молекулы воды и другие вещества, адсорбированные на полупроводнике, взаимодействуют с этими парами «электрон-дырка», сохраняя избыточную энергию. Это позволяет полупроводниковым частицам преодолевать термодинамические реакционные барьеры и выступать в качестве катализаторов в различных каталитических реакциях, генерируя сильно окислительные радикалы, такие как •HO. Эти радикалы затем способствуют разложению загрязняющих веществ посредством таких процессов, как присоединение, замещение и перенос электронов гидроксильных групп.
Методы фотохимического окисления включают фотосенсибилизированное окисление, фотовозбуждаемое окисление и фотокаталитическое окисление. Фотохимическое окисление сочетает в себе химическое окисление и радиацию для повышения скорости и окислительной способности реакций окисления по сравнению с индивидуальным химическим окислением или радиационной обработкой. 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. Реакции фотохимического окисления генерируют в воде многочисленные высокореактивные радикалы, которые легко разрушают структуру органических соединений.
Время публикации: 07 сентября 2023 г.
