تشتمل طرق الأكسدة الكيميائية الضوئية لتحلل الملوثات على عمليات تشتمل على الأكسدة الكيميائية الضوئية الحفزية وغير الحفزية. غالبًا ما يستخدم الأول الأكسجين وبيروكسيد الهيدروجين كمؤكسدات ويعتمد على الضوء فوق البنفسجي لبدء أكسدة وتحلل الملوثات. الأخير، المعروف باسم الأكسدة التحفيزية الضوئية، يمكن تصنيفه عمومًا على أنه تحفيز متجانس وغير متجانس.
في التحلل الضوئي غير المتجانس، يتم إدخال كمية معينة من مادة أشباه الموصلات الحساسة للضوء في النظام الملوث، بالإضافة إلى كمية معينة من الإشعاع الضوئي. وينتج عن هذا إثارة أزواج "ثقب الإلكترون" على سطح أشباه الموصلات الحساس للضوء تحت التعرض للضوء. يتفاعل الأكسجين المذاب، وجزيئات الماء، والمواد الأخرى الممتزة على أشباه الموصلات مع أزواج "ثقوب الإلكترون"، مما يؤدي إلى تخزين الطاقة الزائدة. وهذا يسمح لجزيئات أشباه الموصلات بالتغلب على حواجز التفاعل الديناميكي الحراري والعمل كمحفزات في التفاعلات التحفيزية المختلفة، مما يؤدي إلى توليد جذور عالية الأكسدة مثل •H2O. تقوم هذه الجذور بعد ذلك بتسهيل تحلل الملوثات من خلال عمليات مثل إضافة الهيدروكسيل والاستبدال ونقل الإلكترون.
تشمل طرق الأكسدة الكيميائية الضوئية الأكسدة الحساسة للضوء، والأكسدة الضوئية، والأكسدة التحفيزية الضوئية. تجمع الأكسدة الكيميائية الضوئية بين الأكسدة الكيميائية والإشعاع لتعزيز معدل تفاعلات الأكسدة وقدرتها التأكسدية مقارنة بالأكسدة الكيميائية الفردية أو العلاج الإشعاعي. يشيع استخدام الضوء فوق البنفسجي كمصدر للإشعاع في الأكسدة التحفيزية الضوئية.
بالإضافة إلى ذلك، يجب إدخال كمية محددة مسبقًا من المواد المؤكسدة مثل بيروكسيد الهيدروجين أو الأوزون أو بعض المحفزات إلى الماء. هذه الطريقة فعالة للغاية لإزالة الجزيئات العضوية الصغيرة، مثل الأصباغ، التي يصعب تحللها وتمتلك سمية. تولد تفاعلات الأكسدة الكيميائية الضوئية العديد من الجذور شديدة التفاعل في الماء، والتي تعطل بسهولة بنية المركبات العضوية.
وقت النشر: 07 سبتمبر 2023
