שיטות חמצון פוטוכימיות לפירוק מזהמים כוללות תהליכים הכוללים חמצון פוטוכימי קטליטי וגם חמצון פוטוכימי לא קטליטי. הראשונים משתמשים לעתים קרובות בחמצן ובמי חמצן כמחמצנים ומסתמכים על אור אולטרה סגול (UV) כדי ליזום את החמצון והפירוק של מזהמים. האחרון, המכונה חמצון פוטו-קטליטי, ניתן לסווג בדרך כלל כקטליזה הומוגנית והטרוגנית.
בפירוק פוטו-קטליטי הטרוגני, כמות מסוימת של חומר מוליך למחצה רגיש לאור מוכנסת למערכת המזוהמת, בשילוב עם כמות מסוימת של קרינת אור. כתוצאה מכך, עירור של זוגות "חור אלקטרונים" על פני השטח של מוליך למחצה הרגיש לאור תחת חשיפה לאור. חמצן מומס, מולקולות מים וחומרים אחרים הנספחים על מוליך למחצה מקיימים אינטראקציה עם זוגות "חור אלקטרונים" אלה, ואוגרים אנרגיה עודפת. זה מאפשר לחלקיקי המוליך למחצה להתגבר על מחסומי תגובה תרמודינמיים ולפעול כזרזים בתגובות קטליטיות שונות, וליצור רדיקלים חמצוניים ביותר כגון •H2O2. רדיקלים אלה מקלים לאחר מכן על פירוק מזהמים באמצעות תהליכים כגון הוספת הידרוקסיל, החלפה והעברת אלקטרונים.
שיטות חמצון פוטוכימיות כוללות חמצון פוטו-רגיש, חמצון פוטו-עורר וחמצון פוטו-קטליטי. חמצון פוטוכימי משלב חמצון כימי וקרינה כדי לשפר את הקצב ואת יכולת החמצון של תגובות חמצון בהשוואה לחמצון כימי או טיפול בקרינה בודדים. אור אולטרה סגול משמש בדרך כלל כמקור קרינה בחמצון פוטו-קטליטי.
בנוסף, יש להכניס למים כמות קבועה מראש של חומרים מחמצנים כמו מי חמצן, אוזון או זרזים מסוימים. שיטה זו יעילה ביותר להסרת מולקולות אורגניות קטנות, כגון צבעים, שקשה לפרק אותן ובעלות רעילות. תגובות חמצון פוטוכימיות מייצרות רדיקלים רבים בעלי ריאקציה גבוהה במים, אשר משבשים בקלות את המבנה של תרכובות אורגניות.
זמן פרסום: 7 בספטמבר 2023
