Ι. Βασικές έννοιες των φωτοαντιδράσεων
1.1 Πηγές υπεριώδους φωτός
Το υπεριώδες φως (UV) χρησιμεύει ως πρωταρχική πηγή φωτός για φωτοκαταλυτικές αντιδράσεις, με ένα τυπικό εύρος μήκους κύματος 250~400 nm. Οι κοινώς χρησιμοποιούμενες πηγές UV φωτός παρατίθενται ως εξής:
• Λαμπτήρες υδραργύρου χαμηλής πίεσης: Εκπέμπουν υπεριώδες φως σε 254 nm και 185 nm, με ισχύ ενός μόνο λαμπτήρα που γενικά δεν υπερβαίνει τα 100 W.Οι θερμοί καθοδικοί λαμπτήρες υδραργύρου χαμηλής πίεσης ήταν οι πρώτοι που αναπτύχθηκαν και είναι οι πιο ευρέως παραγόμενοι και εφαρμοζόμενοιΟι λαμπτήρες υδραργύρου χαμηλής πίεσης αποτελούν τις κυριότερες πηγές φωτισμού για εργαστηριακές και μικρής κλίμακας φωτοκαταλυτικές έρευνες.
• Λαμπτήρες υδραργύρου μεσαίας πίεσης: Παρέχουν ένα ευρύ φάσμα εκπομπών που καλύπτει 254~365 nm και μεγαλύτερα μήκη κύματος με υψηλή ισχύ, κατάλληλο για διαδικασίες επεξεργασίας μεγάλης κλίμακας.
• Λαμπτήρες υδραργύρου υψηλής πίεσης: εκπέμπουν κυρίως φως υπεριώδους ακτινοβολίας 365 nm που πέφτει στην περιοχή των μακροκυμάτων UV-A. Το μήκος κύματος 365 nm βρίσκεται κοντά στην άκρη απορρόφησης του TiO2,καθιστώντας αυτή τη λάμπα μια ευρέως υιοθετημένη πηγή φωτός για φωτοκαταλυτικά πειράματα TiO2.
• Μαύρες λάμπες φωτός: εκπέμπουν κυρίως υπεριώδες φως 365 nm με ευέλικτες επιλογές ισχύος, οι οποίες χρησιμοποιούνται ευρέως στην έρευνα φωτοκαταλύσεως.
1.2 Άμεση υποβάθμιση από το υπεριώδες φως
Το υπεριώδες φως από μόνο του μπορεί να υποβαθμίσει άμεσα τους οργανικούς ρύπους, ωστόσο ο μηχανισμός και η αποτελεσματικότητά του διαφέρουν θεμελιωδώς από τη φωτοκαταλύση:
• Παραδοσιακή υποβάθμιση με υπεριώδη ακτινοβολία (254 nm UV): διαχωρίζει μόνο συγκεκριμένους χημικούς δεσμούς (π.χ. δεσμούς C·X) μέσω ομολυτικού διαχωρισμού.Η μέθοδος αυτή αποσυνθέτει απλώς οργανικά υλικά με συγκεκριμένες δομές με περιορισμένη αποτελεσματικότητα., και εφαρμόζεται κυρίως για απολύμανση και αποστείρωση.
• Η υποβάθμιση UV στο κενό (VUV, 185 nm): Τα μικρότερα μήκη κύματος μεταφέρουν υψηλότερη ενέργεια, ικανή να σπάσει ομολυτικά τους περισσότερους χημικούς δεσμούς και ακόμη και να αποσυντελέσει τα μόρια νερού στο μέσο.Το VUV παρουσιάζει εξαιρετικά ρηχό βάθος διείσδυσης στο νερόΗ ακτινοβολούμενη δακτυλική ζώνη σε έναν αντιδραστήρα κυκλώματος έχει πάχος μόλις περίπου 70 μικρομέτρων.και η ανεπαρκής παροχή οξυγόνου μπορεί αντιθέτως να προκαλέσει αντιδράσεις πολυμερισμούΩς εκ τούτου, η υποβάθμιση των VUV περιορίζεται επί του παρόντος στην έρευνα για τον καθαρισμό νερού που περιέχει σχετικά χαμηλή συγκέντρωση οργανικής ύλης.
Η άμεση υπεριώδης αποδόμηση έναντι της φωτοκαταλυτικής αποδόμησης
• άμεση αποδόμηση: χαμηλή απόδοση, υψηλή επιλεκτικότητα, στενό εύρος εφαρμογής
• Φωτοκαταλυτική υποβάθμιση: Πλήρης μη επιλεκτική ορυκτοποίηση μέσω της δημιουργίας ριζών υδροξυλίου (· OH), υψηλή απόδοση, ευρύ φάσμα εφαρμογής
ΙΙ. Βασικές αρχές των φωτοκαταλυτικών αντιδράσεων
2.1 Ταξινομή των φωτοκαταλυτικών αντιδράσεων
Οι φωτοκαταλυτικές αντιδράσεις χωρίζονται σε δύο κατηγορίες με βάση την υπάρχουσα κατάσταση των καταλύτες:
1Ομογενής φωτοκαταλύση: Οι καταλύτες υπάρχουν σε διαλυμένη μορφή στο σύστημα αντίδρασης.
2Ετερογενής φωτοκαταλύση: Οι καταλύτες παραμένουν στερεοί στο σύστημα αντίδρασης.
Στον τομέα της περιβαλλοντικής επεξεργασίας νερού, η ετερογενής φωτοκαταλύση με τη χρήση στερεών καταλύτες TiO2 κυριαρχεί στη βιομηχανία.
2.2 Ιστορία ανάπτυξης
Η ανάπτυξη της τεχνολογίας φωτοκαταλύσεως TiO2 μπορεί να συνοψιστεί σε τρία σημαντικά ορόσημα:
11972: Οι Ιάπωνες επιστήμονες Fujishima και Honda δημοσίευσαν μια εργασία στο Nature, συνειδητοποιώντας για πρώτη φορά τη διάσπαση νερού για την παραγωγή υδρογόνου χρησιμοποιώντας TiO2 ως φωτοκαταλύτη.Αυτή η πρωτοποριακή εργασία έθεσε τα θεμέλια για την έρευνα της φωτοκαταλύσεως, γνωστό ως "φαινόμενο Fujishima-Honda".
21977: Ο Frank και ο Bard εφαρμόζουν για πρώτη φορά τη φωτοκαταλύση TiO2 στην επεξεργασία λυμάτων και οξειδώνουν με επιτυχία ιόντα κυανίου (CN−) στα λυματα,που σηματοδοτεί τη μετάβαση της τεχνολογίας φωτοκαταλύσεως από τη θεμελιώδη έρευνα στις πρακτικές εφαρμογές.
31990 έως σήμερα: Η εισαγωγή της νανοτεχνολογίας και η κλιμάκωση των ζητημάτων της περιβαλλοντικής ρύπανσης έχουν οδηγήσει σε ταχεία πρόοδο της φωτοκαταλύσεως TiO2 στην αποκατάσταση της ρύπανσης.Οι κυβερνήσεις σε όλο τον κόσμο έχουν επενδύσει σημαντικούς πόρους έρευνας, που αποφέρει άφθονα ερευνητικά επιτεύγματα.
2.3 Δομή ενεργειακής ζώνης των ημιαγωγών και φωτοκαταλυτικός μηχανισμός
Η θεωρητική βάση της φωτοκαταλύσεως των ημιαγωγών προέρχεται από τη δομή ενεργειακής ζώνης των ημιαγωγών.Οι ενεργειακές ζώνες των υλικών ημιαγωγών αποτελούνται από την ζώνη βαλενσίας (VB) και την ζώνη αγωγής (CB), με ενεργειακό κενό μεταξύ τους που ορίζεται ως κενό ζώνης (E9).
Όταν ένας ημιαγωγός ακτινοβολείται από φως με ενέργεια μεγαλύτερη ή ίση με την ενέργεια διαχωρισμού ζώνης του, τα ηλεκτρόνια (e−) στην ζώνη της βαλενσίας διεγείρονται και πηδούν στην ζώνη αγωγιμότητας,αφήνοντας τρύπες (h+) στην ζώνη βαλενσίαςΗ διαδικασία αυτή παράγει φωτογεννημένα ζεύγη ηλεκτρονίων, το σημείο εκκίνησης όλων των φωτοκαταλύσεων.

Οι φορείς φωτογεννημένου φορτίου στο εσωτερικό του ημιαγωγού έχουν τρεις πιθανές μοίρες:
1. Επανασυνδυασμός χύδην: Τα ηλεκτρόνια και οι τρύπες ανασυνδυάζονται στο εσωτερικό του ημιαγωγού, απελευθερώνοντας ενέργεια ως θερμότητα (μη επιθυμητή).
2. Ανασυνδυασμός επιφάνειας: Ο ανασυνδυασμός συμβαίνει στην επιφάνεια του ημιαγωγού (μη επιθυμητός).
3Μετανάστευση στην επιφάνεια για να συμμετάσχει σε χημικές αντιδράσεις (το στόχο).
Μόνο φορείς που μεταναστεύουν στην επιφάνεια μπορούν να οδηγήσουν καταλυτικές αντιδράσεις.
Η κβαντική απόδοση και η φαινομενική κβαντική απόδοση είναι δύο κρίσιμες μετρήσεις για την αξιολόγηση της φωτοκαταλυτικής απόδοσης.
• Για το TiO2 (E9 = 3,2 eV): μέγιστο απορροφήσιμο κύμα κύματος = 387,5 nm
• Για το CdS (E9 = 2,5 eV): Μέγιστο απορροφήσιμο κύμα κύματος = 496 nm
2.4 Χημικές αντιδράσεις επιφάνειας
Τα φορτία που μεταναστεύουν στην επιφάνεια του TiO2 συμμετέχουν ξεχωριστά στις οξείδωση και την μείωση:
Οδική οξείδωση (αντιδράσεις με τρύπα)
• 
(παραγωγή ριζών υδροξυλίου)
• 
(οξείδωση νερού)
• 
(άμεση οργανική οξείδωση)
Οδός μείωσης (Αντιδράσεις ηλεκτρονίων)
• 
(παραγωγή ανιόντων υπεροξειδίου)
• 
(Αντιδράσεις σαν του Φέντον)
Πολλαπλά αντιδραστικά είδη οξυγόνου (ROS), συμπεριλαμβανομένων των · OH, · OOH και · O2−, παράγονται τελικά μέσω επιφανειακών αντιδράσεων.Αυτά τα ROS εργάζονται συνεργικά για να οξειδώσουν σταδιακά και να μετατρέψουν τους οργανικούς ρύπους σε διοξείδιο του άνθρακα και νερό.
2.5 Γενικοί φωτοκαταλύτες ημιαγωγών
Οι τυπικοί φωτοκαταλύτες ημιαγωγών περιλαμβάνουν TiO2, CdS, ZnO, WO3, Fe2O3, SnO2, SrTiO3, κλπ. Ταξινομούνται κατωτέρω με βάση το πλάτος του εύρους ζώνης, την καταλυτική δραστηριότητα και τη χημική σταθερότητα:
表格



Ημιαγωγός
Διαφορά ζώνης (eV)
Μέγιστο απορροφήσιμο μήκος κύματος (nm)
Καταλυτική δραστηριότητα
Σταθερότητα
TiO2
3.2
387.5
Υψηλή
Σταθερό (χωρίς φωτοβρωσία)
Επενδύσεις
2.5
496
Υψηλή
Αισθητή (εκχύλιση ιόντων μετάλλων)
ZnO
3.2
387.5
Υψηλή
Αισθητή (εκχύλιση ιόντων μετάλλων)
WO3
2.8
443
Μετριοπαθής
Σχετικά σταθερό
Fe2O3
2.2
564
Μετριοπαθής
Σχετικά σταθερό
SrTiO3
3.2
387.5
Μετριοπαθής
Σταθερό
Εξετάζοντας συνολικά την καταλυτική δραστηριότητα, τη χημική σταθερότητα και τη βιοασφάλεια, το TiO2 αποτελεί τον κυρίαρχο φωτοκαταλύτη στον τομέα αυτό: αντιστέκεται στη φωτοβρόχωση, ανέχεται ευρεία εύρη pH,δεν είναι τοξικό για τους οργανισμούςΤο ευρύ φάσμα του 3,2 eV του παρέχει ισχυρή ικανότητα οξειδωτικής ανανέωσης.Αν και το CdS και το ZnO παρέχουν υψηλή καταλυτική δραστηριότητα και στενότερα κενά ζώνης ικανά να απορροφούν το ορατό φως, υφίστανται σοβαρή φωτοβρωσία υπό φωτισμό συνοδευόμενη από διάλυση ιόντων μετάλλων, περιορίζοντας τις πρακτικές βιομηχανικές εφαρμογές τους.
2.6 Τρεις Κρυστάλλινες Φάσεις TiO2
Το TiO2 υπάρχει φυσικά σε τρεις κρυσταλλικές μορφές: ανατάση, ρουτίλ και βρουκίτης, που διαφέρουν στον τρόπο σύνδεσης των οκταεδρών TiO6.ενώ οκταέδρο στο ρουτίλ και το brookite μοιράζονται άκρες με μόνο δύο γειτονικές μονάδες.
Όσον αφορά τη φωτοκαταλυτική δραστηριότητα, η ανατάση TiO2 παρουσιάζει τις υψηλότερες επιδόσεις.η ανατάση μετατρέπεται ανεπανόρθωτα σε ρουτίλιο υπό καλκύνιση υψηλής θερμοκρασίαςΟ εμπορικός P25 TiO2 είναι ένας μικτός κρύσταλλος που αποτελείται από περίπου 75% ανατάση και 25% ρουτίλη.Οι ετεροσυνδέσεις που σχηματίζονται στην διεπαφή φάσης διευκολύνουν τον διαχωρισμό των φωτογεννημένων ζευγαριών ηλεκτρονίων.
ΙΙΙ. Παράγοντες που επηρεάζουν τις φωτοκαταλυτικές αντιδράσεις
Σχήμα 1: Έξι βασικοί παράγοντες που διέπουν την αποτελεσματικότητα της φωτοκαταλυτικής αποδόσεως
3.1 Μέγεθος σωματιδίων καταλύτη
Το μέγεθος των σωματιδίων του καταλύτη έχει αξιοσημείωτη επίδραση στην φωτοκαταλυτική απόδοση μέσω δύο κύριων μηχανισμών:
1Δυναμικότητα προσρόφησης: Το μειωμένο μέγεθος των σωματιδίων αυξάνει την ειδική επιφάνεια και τον αριθμό των σημείων προσρόφησης της επιφάνειας,Προώθηση της απορρόφησης οργανικών ρύπων και διαλυμένου οξυγόνου για την επιτάχυνση των ρυθμών αντίδρασης.
2Η βελτιστοποίηση της κβαντικής απόδοσης: Τα μικρότερα μεγέθη σωματιδίων συντομεύουν δραματικά τον χρόνο μετανάστευσης των φωτογεννημένων φορέων από τη φάση χύδην στην επιφάνεια.η μείωση της διαμέτρου σωματιδίων από 1 μm σε 10 nm μειώνει τον χρόνο μετανάστευσης φορέα από 100 νανοδευτερόλεπτα σε 10 πικοδευτερόλεπτα, μειώνοντας την πιθανότητα επανασυνδυασμού χύδην.
Ωστόσο, εμφανίζονται σημαντικά κβαντικά αποτελέσματα μεγέθους όταν τα σωματίδια συρρικνώνονται σε εξαιρετικά μικρή κλίμακα, διευρύνοντας το κενό της ζώνης των ημιαγωγών (μπλε μετατόπιση).το μέγιστο απορροφήσιμο μήκος κύματος συντομεύειΩς εκ τούτου, το μέγεθος των σωματιδίων πρέπει να επιλεγεί μέσω ολοκληρωμένης ανάλυσης συμβιβασμού.
3.2 Πηγή φωτός και ένταση φωτός
Η συσχέτιση μεταξύ του ρυθμού διάσπασης και της έντασης του φωτός χωρίζεται σε τρία ξεχωριστά καθεστώτα:
1Περιφέρεια χαμηλής έντασης φωτός:

,

Ο ρυθμός αντίδρασης είναι ανάλογος με την ένταση του φωτός, με σταθερή κβαντική απόδοση.
2Περιφέρεια μεσαίας έντασης φωτός:

,

Ο ρυθμός αντίδρασης αυξάνεται με την τετραγωνική ρίζα της έντασης του φωτός, συνοδευόμενος από μείωση της κβαντικής απόδοσης.
3Περιφέρεια υψηλής έντασης φωτός:

,

Ο ρυθμός υποβάθμισης μειώνεται, και η κβαντική απόδοση πέφτει απότομα.
Λαμβάνοντας ως παράδειγμα την επεξεργασία με χλωροφόρμιο, τα ποσοστά αποδόμησης σταματούν να βελτιώνονται όταν η ένταση του φωτός υπερβαίνει το

Η υπερβολικά υψηλή ένταση φωτός οδηγεί σε υπερβολική συγκέντρωση φορέα και δραστικά επιταχυνόμενα ποσοστά ανασύνθεσης.Συνιστάται τα πρακτικά συστήματα να λειτουργούν εντός εύρους χαμηλής έως μέσης έντασης φωτός για βέλτιστη κβαντική απόδοση.
3.3 Συγκέντρωση οργανικών ρύπων
Η σχέση μεταξύ της οργανικής συγκέντρωσης και του ποσοστού φωτοκαταλυτικής αποδόμησης ακολουθεί το μοντέλο Langmuir·Hinshelwood.Αυτό το μοντέλο υποθέτει ότι τα οργανικά μόρια πρώτα απορροφούνται στην επιφάνεια του καταλύτη σύμφωνα με τους ισόθερμους Langmuir, ακολουθούμενη από αντίδραση πρώτης τάξης μεταξύ των απορροφούμενων ρύπων και των επιφανειακών αντιδραστικών ειδών.
• Χαμηλή συγκέντρωση (

): Η εξίσωση του επιτοκίου απλοποιείται σε

Η αύξηση της συγκέντρωσης ρύπων επιταχύνει την αποδόμηση.
• Υψηλή συγκέντρωση (

): Η επιφάνεια του καταλύτη φτάνει σε κορεσμό απορρόφησης.

Η περαιτέρω αύξηση της συγκέντρωσης δεν αυξάνει την ταχύτητα αποδόμησης και απλώς παρατείνει τη διάρκεια της θεραπείας.
3.4 Αξία pH του διαλύματος
Το pH επηρεάζει τη φωτοκαταλύση μέσω πολλαπλών οδών:
1- Μεταμόρφωση του δυναμικού ζώνης των ημιαγωγών: Το δυναμικό ζώνης ποικίλλει με το pH σύμφωνα με τον τύπο
Η αύξηση του pH μετατοπίζει τη ζώνη αγωγιμότητας σε πιο αρνητικά δυναμικά και τη ζώνη βαλενσίας σε πιο θετικά δυναμικά, ενισχύοντας την οξειδωτική ικανότητα των καταλύτες ημιαγωγών.
2- Αλλαγή του οργανικού είδους: Τα οργανικά υλικά υπάρχουν ως ουδέτερα μόρια ή φορτισμένα ιόντα σε διαφορετικά επίπεδα pH,που παρουσιάζουν πολύ διαφορετική συγγένεια προσρόφησης προς τις επιφάνειες TiO2 και επηρεάζουν άμεσα τις ταχύτητες αντίδρασης.
3- αλληλεπίδραση με ένταση φωτός: το pH παρουσιάζει εξαιρετικά έντονη επίδραση σε χαμηλή ένταση φωτός (

Τα πειράματα δείχνουν ότι

, ο ρυθμός αποδόμησης του χλωροφόρμου στο pH 8 είναι πάνω από δέκα φορές υψηλότερος από αυτόν στο pH 3.8.
3.5 Εξωγενείς δέκτες ηλεκτρονίων
Οι εξωγενείς αποδεκτές ηλεκτρονίων (π.χ. O2, H2O2, persulfate, periodate, κλπ.) παγιδεύουν αποτελεσματικά τα φωτογεννημένα ηλεκτρόνια, καταπιέζουν την ανασύνθεση ηλεκτρονίων-τρυπών και βελτιώνουν την αποτελεσματικότητα της αντίδρασης.Το οξυγόνο χρησιμεύει ως ο πιο βασικός αποδεκτής ηλεκτρονίων, διατηρώντας την ηλεκτρική ουδετερότητα του συστήματος και δημιουργώντας πρόσθετο · OH μέσω μεταγενέστερων αντιδράσεων.
Το H2O2 έχει διπλή επίδραση:
• Θετική επίδραση: Αποσυντίθεται σε · OH υπό υπεριώδη ακτινοβολία ή παράγει · OH αιχμαλωτίζοντας φωτογεννημένα ηλεκτρόνια για να προωθήσει την υποβάθμιση.
• Αρνητική επίδραση: Λειτουργεί ως καθαριστής ριζοσπαστικών· οι υψηλές δόσεις καταναλώνουν · OH και μειώνουν την αποτελεσματικότητα της αποδόμησης.
Ως εκ τούτου, είναι υποχρεωτική η ακριβής βελτιστοποίηση της συγκέντρωσης δόσης H2O2.
3.6 Ανόργανα ιόντα
Τα υδατικά ανόργανα ιόντα παρεμβαίνουν στην φωτοκαταλυτική απόδοση μέσω δύο μηχανισμών:
1- Ανταγωνιστική προσρόφηση: τα θειικά, φθοριούχα, χλωριούχα, φωσφορικά και άλλα ανιόντα ανταγωνίζονται τους οργανικούς ρύπους για τα σημεία προσρόφησης της επιφάνειας του TiO2,μείωση της αποτελεσματικής επαφής μεταξύ των ρύπων και των καταλύτες.
2- Καθαρισμός ριζών: ιόντα άνθρακα (

) είναι ισχυροί απορρυπαντές · OH με σταθερή ταχύτητα αντίδρασης

. διάνθρακας (

) παρουσιάζει αμελητέα αντιδραστικότητα με · OH (

Η κατανομή των ειδών των ανθρακικών υλών εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από το pH: το υψηλό pH αυξάνει το ποσοστό των ανθρακικών υλών σε

και ενισχύει τις ριζοσπαστικές επιδράσεις.
3.7 Θερμοκρασία αντίδρασης
Η συσχέτιση μεταξύ της ταχύτητας φωτοκαταλυτικής αντίδρασης και της θερμοκρασίας γενικά συμμορφώνεται με την εξίσωση Arrhenius, ωστόσο οι επιπτώσεις της θερμοκρασίας διαφέρουν μεταξύ των επιδιωκόμενων ρύπων.Οι ταχύτητες αντίδρασης αυξάνονται ελαφρά με την αύξηση της θερμοκρασίαςΓια την υποβάθμιση του χλωροφόρμου, ειδικά υπό υψηλή ένταση φωτός, η αυξημένη θερμοκρασία καταστέλλει την υποβάθμιση λόγω της επιταχυνόμενης ανασύνθεσης των ριζών · OH.η φωτοκαταλύση παρουσιάζει μικρή εξάρτηση από τη θερμοκρασία και λειτουργεί αποτελεσματικά σε θερμοκρασία περιβάλλοντος.
Πιθανά πλεονεκτήματα και κύρια εμπόδια της φωτοκαταλύσεως
Πέντε βασικά πλεονεκτήματα
1- Εξοικονόμηση ενέργειας: Χρησιμοποιεί ανεξάντλητη ηλιακή ακτινοβολία ως πηγή φωτός
2Δυνατή ικανότητα ορυκτικοποίησης: Αποσυνθέτει τους περισσότερους οργανικούς ρύπους και ακινητοποιεί τα βαρέα μέταλλα
3Υψηλή ασφάλεια: Οι καταλύτες διαθέτουν εξαιρετική σταθερότητα, αντιφωτοβρωστική απόδοση και μη τοξικότητα
4- Ελαφρές συνθήκες αντίδρασης: Δεν υπάρχουν αυστηρές απαιτήσεις για pH ή θερμοκρασία
5. Ευέλικτη κλιμακωτότητα: εφαρμόζεται σε μικρές και μεγάλες κλίμακες συστημάτων επεξεργασίας με ρυθμιζόμενα φορτία επεξεργασίας
Δύο σημαντικά τεχνικά εμπόδια
1- Ανεπαρκής εγγενής δραστηριότητα των φωτοκαταλύτες
2Περιορισμένη απόσταση διείσδυσης του φωτός μέσα σε φωτοαντιδραστήρες
Σύνοψη κεφαλαίου
Η φωτοκαταλύση TiO2 παράγει φωτογεννημένα ζεύγη ηλεκτρονίων ̇τρυπών υπό φωτεινή διέγερση, τα οποία παράγουν αντιδραστικά είδη οξυγόνου όπως · OH στις επιφάνειες του καταλύτη για να μεταλλικοποιήσουν τους οργανικούς ρύπους.Το TiO2 αποτελεί τον προτιμώμενο φωτοκαταλύτη χάρη στην υψηλή καταλυτική του δραστηριότητα, ανώτερη χημική σταθερότητα και βιοασφάλεια, μέγεθος σωματιδίων καταλύτη, ένταση φωτεινής πηγής, συγκέντρωση οργανικών ρύπων, pH του διαλύματος,Οι εξωγενείς αποδεκτές ηλεκτρονίων και τα ανόργανα ιόντα καθορίζουν από κοινού τη συνολική φωτοκαταλυτική απόδοσηΤο πώς θα ενισχυθεί περαιτέρω η δραστηριότητα του καταλύτη και η αποτελεσματικότητα της χρήσης του φωτός θα καλύπτεται στο επόμενο κεφάλαιο με επίκεντρο τις τεχνολογίες τροποποίησης καταλύτη και τη μηχανική φωτοαντιδραστήρα.
