2009 01 01 1237

C W vnl 4¹.-n $ I. IXiłTv    W.rwwj 2iQ7

ISBN v?l-¹V$M5J2¹K1.' C by W r¹N 20¹0

42    2. Atmosfera ziemska

w budynkach — rozmaite substancje organiczne uwalniane są z różnorodnych materiałów użytych do ich konstrukcji. Nieograniczona jest także liczba potencjalnie możliwych reakcji chemicznych, w których one mogą uczestniczyć, ale zaskakująco dużą ich liczbę inicjują i propagują rodniki hydroksylowe lub inne. W wielu przypadkach pierwszy etap tych reakcji jest dobrze rozpoznany i ponadto znane są wartości stałych szybkości reakcji, można więc dokonać obliczenia szybkości ich rozkładu. Często następne etapy reakcji są mniej jasne, a mechanizmy prowadzące do ostatecznego rozkładu nic są znane.

Rodniki hydroksylowe jako substancja o znaczeniu przemysłowym

Ostatnio można spotkać się z doniesieniami, w których opisano praktyczne zastosowanie rodników hydroksylowych jako utleniacza stosowanego do mszczenia pozostałości substancji organicznych w powietrzu lub w wodzie. Wymaga to stworzenia odpowiednich warunków do generowania tych rodników w odpowiednim stężeniu. Typowym przykładem ich zastosowania w technologii jest niedawno opracowany fotokatalityczny¹ proces odkażania wody gruntowej. Paraboliczny rynnowy kolektor promieniowania zastosowano do skupiania promieniowania słonecznego na półprzewodnikowym katalizatorze (TiO;), zanurzonym w strumieniu wody gruntowej (zaskórnej). którą wypompowywano na powierzchnię w celu jej odkażenia. Promieniowanie nadfioletowe ze światła słonecznego aktywuje katalizator, który sprawia, że woda dysocjuje, tworząc nietrwałe rodniki hydroksylowe. Powstają one wówczas, gdy w półprzewodniku Ti0₂ elektrony z pasma walencyjnego (vb. ang. valence band) przechodzą do pasma przewodnictwa (cb. ang. conduction band) (aktywacja katalizatora) i oddziałują z wodą i cząsteczkami ditlcnu. Tworzenie się rodników można przedstawić za pomocą następującego schematu⁷:

Ti02 + hv c(cb) -ł- h <vb)	(2.37)
h~(vb) + OH^- -^1 ^1OH	(2.38)
h^+(vb) + H20 -^1 ^1OH + H^+	(2.39)
e(cb) -1- Os -> OJ	(2.40)
e(cb) 4- h ' (vb) —> ciepło	(2.41)

W powyższej sekwencji reakcji h⁺(vb) jest symbolem dziur w paśmie walencyjnym. c(cb) oznacza elektrony w paśmie przewodnictwa, natomiast O, jest jonem ponadtlcn-kowym. Wydajność procesu tworzenia się lodników hydroksylowych zależy częściowo od stopnia krystaliczności i pola powierzchni ditlenku tytanu.

Rodniki, które charakteryzują się wysoką energią, są zdolne do utleniającego rozkładu „trwałych" chlorowanych połączeń, takich jak pow szechnie stosowane rozpuszczal-

1

J. Haggin. „Cuircnt dircciions of teseareh on solar energy look promising", Chem. Eng. iVm, 70. 25 (1992).

R. Yenkatadri. R. Peters. „Chemical oxidation technologie¹ ultraviolct light/hydrogen pcro.Kidc. Fcnton¹s reagent and utanium dioxtde assisted photocatalysis". Ha:. Waste Ha:. Mat.. 10. 107 <1993).