تشمل طرق الأكسدة الضوئية الكيميائية لتحلل الملوثات عملياتٍ تتضمن كلاً من الأكسدة الضوئية الكيميائية التحفيزية وغير التحفيزية. غالبًا ما تستخدم الأولى الأكسجين وبيروكسيد الهيدروجين كمؤكسدات، وتعتمد على الأشعة فوق البنفسجية لبدء أكسدة الملوثات وتحللها. أما الثانية، والمعروفة بالأكسدة الضوئية التحفيزية، فيمكن تصنيفها عمومًا إلى تحفيز متجانس وغير متجانس.
في عملية التحلل الضوئي غير المتجانس، تُدخل كمية معينة من مادة شبه موصلة حساسة للضوء إلى النظام الملوث، مصحوبة بكمية معينة من الإشعاع الضوئي. يؤدي هذا إلى إثارة أزواج "إلكترون-فجوة" على سطح شبه الموصل الحساس للضوء عند تعرضه للضوء. يتفاعل الأكسجين المذاب وجزيئات الماء ومواد أخرى ممتزة على شبه الموصل مع هذه الأزواج، مما يُخزن الطاقة الزائدة. يسمح هذا لجسيمات شبه الموصل بتجاوز حواجز التفاعل الديناميكي الحراري والعمل كمحفزات في مختلف التفاعلات الحفزية، مُولِّدةً جذورًا شديدة التأكسد مثل •H2O. تُسهّل هذه الجذور بعد ذلك تحلل الملوثات من خلال عمليات مثل إضافة الهيدروكسيل، والاستبدال، ونقل الإلكترون.
تشمل طرق الأكسدة الضوئية الكيميائية الأكسدة المُحسَّسة للضوء، والأكسدة المُثارة ضوئيًا، والأكسدة الضوئية التحفيزية. تجمع الأكسدة الضوئية الكيميائية بين الأكسدة الكيميائية والإشعاع لتعزيز سرعة تفاعلات الأكسدة وقدرتها التأكسدية مقارنةً بالأكسدة الكيميائية الفردية أو المعالجة الإشعاعية. يُستخدم الضوء فوق البنفسجي عادةً كمصدر إشعاع في الأكسدة الضوئية التحفيزية.
بالإضافة إلى ذلك، يجب إضافة كمية محددة مسبقًا من المؤكسدات، مثل بيروكسيد الهيدروجين والأوزون، أو بعض المحفزات، إلى الماء. تُعد هذه الطريقة فعالة للغاية في إزالة الجزيئات العضوية الصغيرة، مثل الأصباغ، التي يصعب تحللها وتتمتع بسُمية. تُنتج تفاعلات الأكسدة الضوئية الكيميائية العديد من الجذور الحرة شديدة التفاعل في الماء، والتي تُسبب خللًا سريعًا في بنية المركبات العضوية.
وقت النشر: ٧ سبتمبر ٢٠٢٣
