Органічні молекули з потоку адсорбуються на поверхні фотокаталізатора, нанесеного на пористе скло (Фотокаталітичний фільтр), і окислюються до вуглекислого газу і води під дією світла від УФ-лампи.
Використання фотокаталізі для очищення води від органічних домішок
Так само, як і в повітрі, у воді органічні домішки, потрапивши на поверхню частинки ТiO 2 , можуть бути окислені до СО 2 і Н 2 О. До теперішнього часу показано, що в опромінюваних суспензіях ТiO 2 цьому процесу схильні практично будь-які органічні сполуки. Однак, як правило, характерні часи повного окислення становлять кілька годин, що частково пов'язано з істотно більш повільною дифузією органічних молекул у воді, ніж у повітрі. Типовий ко-ффіціент дифузії у воді становить близько 10 -5 см 2 /с, що принаймні на чотири порядки менше, ніж у повітрі за нормальних умовах. З цієї причини проточні реактори з нанесеним ТiO 2 малоефективні. Використання суспензії ТiO 2 технологічно вважається не зовсім зручним, оскільки вимагає подальшого видалення ТiO 2 з потоку. В принципі ці проблеми вирішуються, проте до цих пір не відомі приклади практичного використання проточних фотокаталітичних реакторів з гетерогенним каталізатором з ТiO 2 .
Найбільш перспек тивно використання ТiO 2 для очищення стічних вод в накопичувальних резервуарах і відстійниках. Показано, що пестициди, які використовуються в сільському господарстві, в водоймах руйнуються протягом декількох місяців. Додавання невеликих кількостей нешкідливого ТiO 2 дозволяє скоротити цей час до декількох днів без використання штучних джерел світла, так як процес іде під дією сонячного світла.
Існуючі проточні реактори для очищення води від органічних домішок використовують гомогенні фотокаталізатори типу солей заліза, при цьому у воду додається і окислювач - перекис водню. У загальних рисах механізм дії такої системи можна описати наступним чином:
Fe 2 + + H 2 O 2 в†’ Fe 3 + + OH - + OH,
Fe 2 + + OH в†’ Fe 3 + + OH - ,
OH + H 2 O 2 в†’ HO 2 + H 2 O,
HO 2 + Fe 3 + в†’ Fe 2 + + H + + O 2 ,
Розчин перекису водню і солі заліза називають реагентом Фентона. Як видно, в ході процесу розкладання перекису водню утворюється ОН-радикал, який є найсильнішим окислювачем. Ця частинка і відповідальна за окислення органічних сполук у розчині. Під дією світла швидкість процесу окислення може збільшитися в десятки і навіть сотні разів; система носить назву "Фото-Фентон". І хоча механізм дії світла ще остаточно не зрозумілий, система вже знайшла практичне застосування через п...
