ออกซิเดชันทางไฟฟ้าเคมี

วิธีการออกซิเดชันด้วยแสงเคมีสำหรับการย่อยสลายสารมลพิษนั้นรวมถึงกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับการออกซิเดชันด้วยแสงเคมีทั้งแบบเร่งปฏิกิริยาและแบบไม่ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา วิธีแรกมักใช้ออกซิเจนและไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์เป็นสารออกซิไดเซอร์และใช้แสงอัลตราไวโอเลต (UV) เพื่อเริ่มการออกซิเดชันและการสลายตัวของสารมลพิษ วิธีหลังซึ่งเรียกว่าการออกซิเดชันด้วยแสงเคมีนั้นโดยทั่วไปสามารถแบ่งได้เป็นการเร่งปฏิกิริยาแบบเนื้อเดียวกันและแบบไม่เป็นเนื้อเดียวกัน

ในการย่อยสลายด้วยโฟโตแคทาไลติกแบบไม่สม่ำเสมอ วัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่ไวต่อแสงจำนวนหนึ่งจะถูกนำเข้าสู่ระบบที่ปนเปื้อน รวมกับรังสีแสงจำนวนหนึ่ง ส่งผลให้เกิดการกระตุ้นคู่ "รูอิเล็กตรอน" บนพื้นผิวเซมิคอนดักเตอร์ที่ไวต่อแสงภายใต้แสง ออกซิเจนที่ละลาย โมเลกุลของน้ำ และสารอื่นๆ ที่ดูดซับบนเซมิคอนดักเตอร์จะทำปฏิกิริยากับคู่ "รูอิเล็กตรอน" เหล่านี้ โดยกักเก็บพลังงานส่วนเกินไว้ ซึ่งจะทำให้อนุภาคของเซมิคอนดักเตอร์สามารถเอาชนะอุปสรรคของปฏิกิริยาทางอุณหพลศาสตร์และทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในปฏิกิริยาเร่งปฏิกิริยาต่างๆ โดยก่อให้เกิดอนุมูลอิสระที่มีออกซิเดชันสูง เช่น •H2O จากนั้นอนุมูลเหล่านี้จะช่วยให้สารมลพิษย่อยสลายได้ง่ายขึ้นผ่านกระบวนการต่างๆ เช่น การเติมไฮดรอกซิล การแทนที่ และการถ่ายโอนอิเล็กตรอน

วิธีการออกซิเดชันแบบโฟโตเคมีประกอบด้วยการออกซิเดชันที่ไวต่อแสง การออกซิเดชันแบบกระตุ้นด้วยแสง และการออกซิเดชันแบบโฟโตแคทาไลติก การออกซิเดชันแบบโฟโตเคมีผสมผสานการออกซิเดชันทางเคมีและการแผ่รังสีเพื่อเพิ่มอัตราและความสามารถในการออกซิเดชันของปฏิกิริยาออกซิเดชันเมื่อเปรียบเทียบกับการออกซิเดชันทางเคมีหรือการฉายรังสีแบบเดี่ยวๆ แสงอุลตราไวโอเลตมักใช้เป็นแหล่งรังสีในการออกซิเดชันแบบโฟโตแคทาไลติก

นอกจากนี้ จะต้องเติมสารออกซิไดเซอร์ในปริมาณที่กำหนดไว้ล่วงหน้า เช่น ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ โอโซน หรือตัวเร่งปฏิกิริยาบางชนิดลงในน้ำ วิธีนี้มีประสิทธิภาพสูงในการกำจัดโมเลกุลอินทรีย์ขนาดเล็ก เช่น สีย้อม ซึ่งย่อยสลายได้ยากและมีพิษ ปฏิกิริยาออกซิเดชันทางเคมีแสงจะสร้างอนุมูลอิสระที่มีปฏิกิริยาสูงจำนวนมากในน้ำ ซึ่งทำลายโครงสร้างของสารประกอบอินทรีย์ได้ง่าย