Weźmy na przykład popularne aldehydy i alkohole, ich mechanizm reakcji siatka filtra fotokatalizatora jest następująca:
Etap adsorpcji: Cząsteczki zapachu są najpierw adsorbowane na powierzchni fotokatalizatora, tworząc stan zaadsorbowany. Proces ten jest ważnym czynnikiem wpływającym na efektywność reakcji. Im więcej zaadsorbowanych substancji, tym skuteczniejsza jest reakcja.
Reakcja utleniania:
Aldehydy (takie jak aldehyd octowy) mogą reagować z aktywnymi formami tlenu (takimi jak OH), tworząc kwasy lub inne produkty pośrednie. Dalsze reakcje utleniania przekształcają kwasy w dwutlenek węgla i wodę, ostatecznie uwalniając energię.
Reakcja alkoholi:
Alkohole (takie jak etanol) ulegają reakcjom odwodornienia pod działaniem fotokatalizatorów, w wyniku czego powstają aldehydy, które ulegają dalszemu rozkładowi na drodze wyżej wymienionych szlaków reakcji aldehydów.
Złożona sieć reakcji:
W zastosowaniach praktycznych cząsteczki zapachu często składają się z wielu związków, a proces reakcji jest stosunkowo złożony. Fotokatalizatory mogą skutecznie rozkładać wiele źródeł nieprzyjemnych zapachów poprzez różne ścieżki utleniania, tworząc złożoną sieć reakcji.
Na efektywność reakcji fotokatalitycznych wpływa wiele czynników, w tym:
Natężenie światła: Natężenie źródła światła wpływa bezpośrednio na stopień wzbudzenia elektronów, co z kolei wpływa na szybkość reakcji. Większe natężenie światła ogólnie poprawia wydajność reakcji.
Właściwości fotokatalizatora: Powierzchnia właściwa, faza krystaliczna i liczba miejsc aktywnych fotokatalizatora mają istotny wpływ na jego działanie katalityczne. Fotokatalizatory w nanoskali mają zazwyczaj większą powierzchnię właściwą i mogą skuteczniej kontaktować się z cząsteczkami zapachu.
Temperatura i wilgotność: Podwyższona temperatura zazwyczaj pomaga zwiększyć szybkość reakcji, ale zbyt wysoka temperatura może spowodować dezaktywację fotokatalizatora. Gdy wilgotność jest umiarkowana, wilgoć może sprzyjać wytwarzaniu aktywnych form tlenu, ale zbyt wysoka wilgotność może hamować reakcję.
Stężenie składnika zapachu: Różne stężenia cząsteczek zapachu mają różny wpływ na szybkość reakcji. Zbyt duże stężenie może spowodować nasycenie fotokatalizatora, a tym samym zmniejszenie efektywności reakcji.
