Metódy fotochemickej oxidácie na degradáciu znečisťujúcich látok zahŕňajú procesy zahŕňajúce katalytickú aj nekatalytickú fotochemickú oxidáciu. Prvé často využívajú kyslík a peroxid vodíka ako oxidačné činidlá a na iniciovanie oxidácie a rozkladu znečisťujúcich látok sa spoliehajú na ultrafialové (UV) svetlo. Druhé, známe ako fotokatalytická oxidácia, možno vo všeobecnosti rozdeliť na homogénnu a heterogénnu katalýzu.
Pri heterogénnej fotokatalytickej degradácii sa do znečisteného systému zavádza určité množstvo fotocitlivého polovodičového materiálu v kombinácii s určitým množstvom svetelného žiarenia. To vedie k excitácii párov „elektrón-diera“ na povrchu fotocitlivého polovodiča pod vplyvom svetla. Rozpustený kyslík, molekuly vody a ďalšie látky adsorbované na polovodiči interagujú s týmito pármi „elektrón-diera“ a ukladajú prebytočnú energiu. To umožňuje polovodičovým časticiam prekonať termodynamické reakčné bariéry a pôsobiť ako katalyzátory v rôznych katalytických reakciách, pričom vytvárajú vysoko oxidačné radikály, ako napríklad •H2O2. Tieto radikály potom uľahčujú degradáciu znečisťujúcich látok prostredníctvom procesov, ako je adícia hydroxylu, substitúcia a prenos elektrónov.
Metódy fotochemickej oxidácie zahŕňajú fotosenzibilizovanú oxidáciu, fotoexcitovanú oxidáciu a fotokatalytickú oxidáciu. Fotochemická oxidácia kombinuje chemickú oxidáciu a žiarenie, aby sa zvýšila rýchlosť a oxidačná kapacita oxidačných reakcií v porovnaní s individuálnou chemickou oxidáciou alebo radiačným ošetrením. Pri fotokatalytickej oxidácii sa ako zdroj žiarenia bežne používa ultrafialové svetlo.
Okrem toho sa do vody musí pridať vopred určené množstvo oxidačných činidiel, ako je peroxid vodíka, ozón alebo určité katalyzátory. Táto metóda je vysoko účinná pri odstraňovaní malých organických molekúl, ako sú farbivá, ktoré sa ťažko degradujú a sú toxické. Fotochemické oxidačné reakcie generujú vo vode množstvo vysoko reaktívnych radikálov, ktoré ľahko narúšajú štruktúru organických zlúčenín.
Čas uverejnenia: 7. septembra 2023
