Tratamentul prin fotocataliza a poluantilor

Tehnica fotocatalitica poate fi folosita de asemenea pentru a degrada poluanti organici. In ultimul deceniu nano-TiO2 a aparut ca fotocatalizatori pentru purificarea apei. Indepartarea totala a carbonului organic din apa contaminata cu deseuri organice a fost mult imbunatatita de aditia de nanoparticule TiO2 , ca de exemplu sfere goale mezoporoase, retelelor de nanofire, nanostructuri dendritice in prezenta luminii ultaviolete. Mecanismul pentru degradarea poluantilor organici este atribuita abilitatii de oxidare puternice a OH* fotoindus, care poate descompune aproape intreaga materia organica in apa. Progrese mari au fost realizate in acest sens. Urmatoarele cinci cai pot fi folosite pentru imbunatatirea eficientei fotocatalitice:

micsorarea dimensiunii fotocatalizatorului pentru a creste suprafata si capacitatea de absorbtie;

micsorarea continutului de ioni cu valente scazute, cum ar fi Ti3+ in TiO2 ; combinarea fotocatalizatorului cu un alt semiconductor sau cu unele nanoparticule

metalice, primul presupune a obtine un decalaj interzis adecvat a complexului iar ultimul presupune cresterea eficientei separarii a elecronilor fotoindus isi cavitatilor;

proiectarea de semicristale semiconductoare ; cresterea concentratiei prin dopaj. PCB in apa si sol e dificil de degradat prin

fotocataliza.

Majoritatea congenerilor PCB nu absorb lungimea de undă peste 380 nm. Fotodegradarea indirectă a PCB-urilor poate fi mult îmbunătățită prin utilizarea de fotocatalizatori sau photosensitizer de expunere la energie de lumină. Fotocataliza prin utilizarea fotocatalizatorilor : cum ar fi utilizarea oxidului de nanotitaniu , etc a fost dovedit a fi un mecanism eficient pentru degradarea contaminanților mediului este 380 nm.

Efect sporit al fotocatalizei de nanomateriale poate fi folosit pentru a degrada și de a reduce toxicitatea poluantului. Două condiții necesare trebuiesc întâlnite în procesul de degradare prin utilizarea metodei fotocatalizei:

nano-fotocatalizator poate capta eficient poluantii din mediu; degradarea și transformarea procesului efectuat poate fi extrem de eficient.

Până în prezent, au fost raportate mai multe rezultate. Lin și colab. au investigat capacitatea de adsorbție a TiO2 diferite pentru PCB-uri și proprietățile fotocatalitice.

Ei au descoperit ca acidul fluorhidric gravat TiO2 prezinta cel mai mare capacitatea de absorbție a PCB. Xenon și lămpi ultraviolete au fost utilizate pentru a compara efectul iradierii asupra fotocatalizei. Cel mai scurt de înjumătățire al congener 138 au fost 7,4 și 12,2 h folosind xenon și respectiv UV. Lower chlorinated biphenyls (lower congener numbers)au fost identificate prin continua declorare de congener 138. Mecanismul degradării poate fi atribuit efectului sporit al fotocatalizei putin induse intermediarului foarte reactiv: precum

radicali hidroxil (• OH) și ioni superoxid (O2-•) pentru a iniția o secvență de reacții de descompunere pentru PCB-uri.

Wilcke și Krauss au testat adecvarea oxidarii fotocatalitice pentru degradarea PAH și a PCB-urilor în sol. Ei au studiat concentrațiile a 20 hidrocarburi policiclice aromatice (PAH) și 12 PCB-uri în patru orizonturi minerale de sol vegetal, șase orizonturi organice, și patru fracțiuni de marimea particulelor a fiecarei dintre cele trei solurilor înainte și după iradiere UV cu TiO2 ca un catalizator în suspensie.

Rezultatele indică nici o schimbare în solul uscat, dar după 48 de ore de iradiere în suspensie de PCB-uri, concentrațiile au scăzut cu până la 40-50%, în timp ce nici o scadere remarcabila a concentratiei prezentata de PAH. Ei au descoperit deasemenea ca accesibilitatea PCB-uri pentru radicali OH • era mai mare.

Prin compararea diferenței experimentului în laborator cu măsurarea practica în sol, a fost subliniat faptul ca materiile organice din sol joacă un efect negativ asupra absorbției de PCB-uri sau PAH de nano-fotocataliza.

În general, fotocataliza poluanților efectuata utilizand nanomaterialelor iau, de obicei o perioadă lunga de timp și o eficiență scăzută. Pentru a rezolva aceste probleme, unii oameni au studiat parametrii și a condițiile optime pentru degradarea poluanților prin utilizarea nano-TiO2, inclusiv prin modificarea suprafeței, modularea valoarea pH-ului soluției, și prin alte metode. Valsaraj si colab. au modificat suprafața de nano-TiO2 prin folosirea diferitelor tensioactivi, cum ar fi doi surfactanți anionici, agenți tensioactivi pe bază de hidrocarburi, dodecilsulfat de sodiu (SDS), precum și pe bază de fluorocarburi surfactanti, perfluorooctylsulfonate de potasiu (PFOS) și, ei au descoperit PFOS care este rezistent la radiațiile UV, pentru a crește atât adsorbția și fotodegradarea PCB-uri de pe titania. Wong si colegii au explorat influența parametrilor experimentali asupra degradării 2,2, 3.3 -tetrachlorobiphenyl. Ei au găsit condițiile optime fizico-chimice la intensitatea UV de 3.16mW/cm2 ar trebui să fie de 30 mm H2O2 și 100 mg / l de TiO2. Și eficiența de îndepărtare care mai mare în condiții acide decât condiții alcaline.

Horikoshi și Hidaka au dezvoltat tehnicile fotocatalizei cu ajutorul temperaturii ridicată și conditii de presiune, care poate fi utilizate pentru degradarea atrazin și cianurică. Ei au concluzionat ca scăderea carbonului organic total (TOC) în timpul degradării atrazin în hyH2O (apa hidrotermala) a fost mai rapid decât în scH2O (apă supercritică).