光電気化学酸化

汚染物質の分解に用いられる光化学酸化法には、触媒を用いる光化学酸化と触媒を用いない光化学酸化の両方のプロセスが含まれる。前者は酸化剤として酸素や過酸化水素を用いることが多く、紫外線（UV）光を利用して汚染物質の酸化と分解を開始する。後者は光触媒酸化と呼ばれ、一般的に均一系触媒と不均一系触媒に分類される。

不均一系光触媒分解では、一定量の感光性半導体材料を汚染系に導入し、一定量の光を照射します。これにより、光照射下で感光性半導体表面に「電子-正孔」対が生成されます。半導体に吸着した溶存酸素、水分子、その他の物質は、これらの「電子-正孔」対と相互作用し、余剰エネルギーを蓄積します。これにより、半導体粒子は熱力学的反応障壁を克服し、様々な触媒反応において触媒として働き、•HOなどの高酸化性ラジカルを生成します。これらのラジカルは、水酸基付加、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ることで、単独の化学酸化や放射線処理に比べて酸化反応の速度と酸化能力を高める。光触媒酸化では、紫外線が放射線源として一般的に用いられる。

さらに、過酸化水素、オゾン、または特定の触媒などの酸化剤を所定量、水中に添加する必要があります。この方法は、染料など、分解が困難で毒性を持つ小さな有機分子の除去に非常に効果的です。光化学酸化反応によって水中に多数の高反応性ラジカルが生成され、これらが有機化合物の構造を容易に破壊します。