تشمل طرق الأكسدة الكيميائية الضوئية لتحليل الملوثات عمليات تتضمن الأكسدة الكيميائية الضوئية التحفيزية وغير التحفيزية. تستخدم الأولى عادةً الأكسجين وبيروكسيد الهيدروجين كمؤكسدات، وتعتمد على الأشعة فوق البنفسجية لبدء أكسدة الملوثات وتحللها. أما الثانية، والمعروفة بالأكسدة التحفيزية الضوئية، فيمكن تصنيفها عمومًا إلى تحفيز متجانس وغير متجانس.
في عملية التحلل الضوئي التحفيزي غير المتجانس، تُضاف كمية محددة من مادة شبه موصلة حساسة للضوء إلى النظام الملوث، مصحوبة بكمية محددة من الإشعاع الضوئي. ينتج عن ذلك إثارة أزواج الإلكترون-فجوة على سطح شبه الموصل الحساس للضوء عند تعرضه للضوء. يتفاعل الأكسجين المذاب وجزيئات الماء والمواد الأخرى الممتصة على شبه الموصل مع هذه الأزواج، مُخزنةً طاقة فائضة. يسمح هذا لجزيئات شبه الموصل بتجاوز حواجز التفاعل الديناميكية الحرارية والعمل كمحفزات في تفاعلات تحفيزية متنوعة، مُولدةً جذورًا حرة مؤكسدة للغاية مثل •HO. تُسهل هذه الجذور بعد ذلك تحلل الملوثات من خلال عمليات مثل إضافة الهيدروكسيل، والاستبدال، ونقل الإلكترون.
تشمل طرق الأكسدة الكيميائية الضوئية الأكسدة المحسسة ضوئياً، والأكسدة المحفزة ضوئياً، والأكسدة التحفيزية الضوئية. تجمع الأكسدة الكيميائية الضوئية بين الأكسدة الكيميائية والإشعاع لتعزيز سرعة وقدرة تفاعلات الأكسدة مقارنةً بالأكسدة الكيميائية أو المعالجة الإشعاعية منفردةً. ويُستخدم ضوء الأشعة فوق البنفسجية عادةً كمصدر للإشعاع في الأكسدة التحفيزية الضوئية.
بالإضافة إلى ذلك، يجب إضافة كمية محددة مسبقًا من المؤكسدات، مثل بيروكسيد الهيدروجين أو الأوزون أو بعض المحفزات، إلى الماء. تُعد هذه الطريقة فعالة للغاية في إزالة الجزيئات العضوية الصغيرة، مثل الأصباغ، التي يصعب تحللها وتتميز بسميتها. تُنتج تفاعلات الأكسدة الكيميائية الضوئية العديد من الجذور الحرة شديدة التفاعل في الماء، والتي تُفكك بسهولة بنية المركبات العضوية.
تاريخ النشر: 7 سبتمبر 2023
