Oxidación fotoelectroquímica

Os métodos de oxidación fotoquímica para a degradación de contaminantes inclúen procesos que implican oxidación fotoquímica tanto catalítica como non catalítica. Os primeiros adoitan utilizar osíxeno e peróxido de hidróxeno como oxidantes e dependen da luz ultravioleta (UV) para iniciar a oxidación e descomposición dos contaminantes. Esta última, coñecida como oxidación fotocatalítica, pódese clasificar xeralmente como catálise homoxénea e heteroxénea.

Na degradación fotocatalítica heteroxénea, introdúcese no sistema contaminado unha certa cantidade de material semicondutor fotosensible, combinada cunha certa cantidade de radiación luminosa. Isto resulta na excitación de pares de "buraco de electrón" na superficie dos semicondutores fotosensibles baixo a exposición á luz. O osíxeno disolto, as moléculas de auga e outras substancias adsorbidas no semicondutor interactúan con estes pares "electrón-buraco", almacenando o exceso de enerxía. Isto permite que as partículas semicondutores superen as barreiras de reacción termodinámica e actúen como catalizadores en varias reaccións catalíticas, xerando radicais altamente oxidativos como •HO. Estes radicais facilitan entón a degradación dos contaminantes mediante procesos como a adición, substitución e transferencia de electróns de hidroxilos.

Os métodos de oxidación fotoquímica abarcan a oxidación fotosensibilizada, a oxidación fotoexcitada e a oxidación fotocatalítica. A oxidación fotoquímica combina a oxidación química e a radiación para mellorar a velocidade e a capacidade oxidativa das reaccións de oxidación en comparación coa oxidación química individual ou o tratamento con radiación. A luz ultravioleta úsase habitualmente como fonte de radiación na oxidación fotocatalítica.

Ademais, debe introducirse na auga unha cantidade predeterminada de oxidantes como peróxido de hidróxeno, ozono ou certos catalizadores. Este método é moi eficaz para a eliminación de pequenas moléculas orgánicas, como os colorantes, que son difíciles de degradar e posúen toxicidade. As reaccións de oxidación fotoquímica xeran numerosos radicais altamente reactivos na auga, que alteran facilmente a estrutura dos compostos orgánicos.