光電気化学酸化

汚染物質を分解するための光化学酸化方法には、触媒光化学酸化と非触媒光化学酸化の両方を含むプロセスが含まれます。前者は多くの場合、酸化剤として酸素と過酸化水素を利用し、汚染物質の酸化と分解を開始するために紫外線 (UV) 光に依存します。後者は光触媒酸化として知られており、一般に均一触媒と不均一触媒に分類できます。

不均一光触媒分解では、一定量の感光性半導体材料が一定量の光放射と組み合わせて汚染システムに導入されます。これにより、露光下で感光性半導体表面上の「電子 - 正孔」ペアが励起されます。半導体に吸着された溶存酸素、水分子、その他の物質は、これらの「電子正孔」ペアと相互作用し、過剰なエネルギーを蓄えます。これにより、半導体粒子が熱力学的反応障壁を克服し、さまざまな触媒反応で触媒として機能し、・H2O などの酸化力の高いラジカルを生成することができます。これらのラジカルは、ヒドロキシルの付加、置換、電子移動などのプロセスを通じて汚染物質の分解を促進します。

光化学酸化法には、光増感酸化、光励起酸化、光触媒酸化が含まれる。光化学酸化は、化学酸化と放射線を組み合わせて、個別の化学酸化または放射線処理と比較して酸化反応の速度と酸化能力を高めます。紫外線は、光触媒酸化における放射線源として一般的に使用されます。

さらに、過酸化水素、オゾン、特定の触媒などの酸化剤を所定量水中に導入する必要があります。この方法は、染料など分解が難しく毒性のある有機小分子の除去に非常に有効です。光化学酸化反応では、水中に反応性の高いラジカルが多数生成され、有機化合物の構造が容易に破壊されます。