ออกซิเดชันโฟโตอิเล็กโทรเคมี

วิธีการออกซิเดชันโฟโตเคมีคอลสำหรับการย่อยสลายสารมลพิษรวมถึงกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับการออกซิเดชันโฟโตเคมีคอลทั้งแบบเร่งปฏิกิริยาและแบบไม่เร่งปฏิกิริยา แบบแรกมักใช้ออกซิเจนและไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์เป็นสารออกซิแดนท์และอาศัยแสงอัลตราไวโอเลต (UV) เพื่อเริ่มต้นการเกิดออกซิเดชันและการสลายตัวของสารมลพิษ อย่างหลังเรียกว่าโฟโตคะตาไลติกออกซิเดชัน โดยทั่วไปสามารถจัดประเภทได้เป็นการเร่งปฏิกิริยาที่เป็นเนื้อเดียวกันและต่างกัน

ในการย่อยสลายด้วยแสงด้วยแสงที่แตกต่างกัน วัสดุเซมิคอนดักเตอร์ไวแสงจำนวนหนึ่งจะถูกนำเข้าสู่ระบบมลพิษ รวมกับรังสีแสงจำนวนหนึ่ง ซึ่งส่งผลให้เกิดการกระตุ้นคู่ "อิเล็กตรอน-โฮล" บนพื้นผิวเซมิคอนดักเตอร์ที่ไวต่อแสงภายใต้แสง ออกซิเจนที่ละลายน้ำ โมเลกุลของน้ำ และสารอื่นๆ ที่ถูกดูดซับบนเซมิคอนดักเตอร์จะมีปฏิกิริยากับคู่ "หลุมอิเล็กตรอน" เหล่านี้ เพื่อกักเก็บพลังงานส่วนเกิน ซึ่งช่วยให้อนุภาคเซมิคอนดักเตอร์เอาชนะอุปสรรคของปฏิกิริยาทางอุณหพลศาสตร์ และทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในปฏิกิริยาเร่งปฏิกิริยาต่างๆ ทำให้เกิดอนุมูลอิสระสูง เช่น •H O อนุมูลเหล่านี้เอื้อต่อการย่อยสลายสารมลพิษผ่านกระบวนการต่างๆ เช่น การเติมไฮดรอกซิล การทดแทน และการถ่ายโอนอิเล็กตรอน

วิธีการออกซิเดชันแบบโฟโตเคมีคอลประกอบด้วยการออกซิเดชันแบบไวแสง, ออกซิเดชันแบบกระตุ้นด้วยแสง และออกซิเดชันแบบเร่งปฏิกิริยาด้วยแสง ปฏิกิริยาออกซิเดชันทางเคมีแสงเป็นการผสมผสานระหว่างปฏิกิริยาออกซิเดชันทางเคมีและการแผ่รังสีเพื่อเพิ่มอัตราและความสามารถในการออกซิเดชันของปฏิกิริยาออกซิเดชัน เมื่อเปรียบเทียบกับปฏิกิริยาออกซิเดชันทางเคมีหรือการบำบัดด้วยรังสีแต่ละชนิด โดยทั่วไปแล้วแสงอัลตราไวโอเลตจะใช้เป็นแหล่งรังสีในการออกซิเดชันของตัวเร่งปฏิกิริยาด้วยแสง

นอกจากนี้ จะต้องใส่สารออกซิแดนท์ในปริมาณที่กำหนดไว้ล่วงหน้า เช่น ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ โอโซน หรือตัวเร่งปฏิกิริยาบางชนิดลงไปในน้ำ วิธีนี้มีประสิทธิภาพสูงในการกำจัดโมเลกุลอินทรีย์ขนาดเล็ก เช่น สีย้อม ซึ่งย่อยสลายได้ยากและมีความเป็นพิษ ปฏิกิริยาออกซิเดชันของโฟโตเคมีคอลจะสร้างอนุมูลที่มีปฏิกิริยาสูงจำนวนมากในน้ำ ซึ่งจะทำให้โครงสร้างของสารประกอบอินทรีย์หยุดชะงักทันที