Am breede Sënn bezitt sech elektrochemesch Oxidatioun op de ganze Prozess vun der Elektrochemie, deen direkt oder indirekt elektrochemesch Reaktiounen ëmfaasst, déi op der Elektrod op Basis vun de Prinzipie vun Oxidatiouns-Reduktiounsreaktiounen optrieden. Dës Reaktiounen zielen drop of, Schadstoffer aus dem Ofwaasser ze reduzéieren oder ze entfernen.
Eng enk definéiert bezitt sech elektrochemesch Oxidatioun spezifesch op den anodesche Prozess. An dësem Prozess gëtt eng organesch Léisung oder Suspension an eng elektrolytesch Zell agefouert, an duerch d'Applikatioun vu Gläichstroum ginn Elektronen un der Anod extrahéiert, wat zu der Oxidatioun vun organesche Verbindungen féiert. Alternativ kënnen niddregvalenzéiert Metaller un der Anode zu héichvalenzéierte Metallionen oxidéiert ginn, déi dann un der Oxidatioun vun organesche Verbindungen deelhuelen. Typesch weisen verschidde funktionell Gruppen an organesche Verbindungen elektrochemesch Aktivitéit op. Ënnert dem Afloss vun engem elektresche Feld ännert sech d'Struktur vun dëse funktionelle Gruppen, wouduerch d'chemesch Eegeschafte vun den organesche Verbindungen geännert ginn, hir Toxizitéit reduzéiert gëtt an hir biologesch ofbaubarkeet verbessert gëtt.
Elektrochemesch Oxidatioun kann an zwou Zorten agedeelt ginn: direkt Oxidatioun an indirekt Oxidatioun. Direkt Oxidatioun (direkt Elektrolyse) ëmfaasst d'direkt Entfernung vu Schadstoffer aus dem Ofwaasser andeems se un der Elektrod oxidéiert ginn. Dëse Prozess ëmfaasst souwuel anodesch wéi och kathodesch Prozesser. Den anodesche Prozess ëmfaasst d'Oxidatioun vu Schadstoffer op der Anoduewerfläch, wouduerch se a manner gëfteg Substanzen oder Substanzen ëmgewandelt ginn, déi méi biologesch ofbaubar sinn, wouduerch d'Schadstoffer reduzéiert oder eliminéiert ginn. De kathodesche Prozess ëmfaasst d'Reduktioun vu Schadstoffer op der Kathoduewerfläch a gëtt haaptsächlech fir d'Reduktioun an d'Entfernung vun halogenéierte Kuelewaasserstoffer an d'Réckgewinnung vu Schwéiermetaller benotzt.
De kathodesche Prozess kann och als elektrochemesch Reduktioun bezeechent ginn. Et ëmfaasst den Transfer vun Elektronen, fir Schwéiermetallionen wéi Cr6+ an Hg2+ an hir méi niddreg Oxidatiounszoustänn ze reduzéieren. Zousätzlech kann et chloréiert organesch Verbindungen reduzéieren, se a manner gëfteg oder net-gëfteg Substanzen ëmwandelen, wat schlussendlech hir biologesch ofbaubarkeet verbessert:
R-Cl + H+ + e → RH + Cl-
Indirekt Oxidatioun (indirekt Elektrolyse) ëmfaasst d'Benotzung vun elektrochemesch generéierten Oxidatiouns- oder Reduktiounsmëttelen als Reaktanten oder Katalysatoren, fir Schadstoffer a manner gëfteg Substanzen ëmzewandelen. Indirekt Elektrolyse kann weider a reversibel an irreversibel Prozesser ënnerdeelt ginn. Reversibel Prozesser (vermittelte elektrochemesch Oxidatioun) ëmfaassen d'Regeneratioun an d'Recycléiere vu Redox-Spezies während dem elektrochemesche Prozess. Irreversibel Prozesser benotzen dogéint Substanzen, déi duerch irreversibel elektrochemesch Reaktiounen generéiert ginn, wéi staark Oxidatiounsmëttel wéi Cl2, Chlorater, Hypochloritter, H2O2 an O3, fir organesch Verbindungen ze oxidéieren. Irreversibel Prozesser kënnen och héich oxidativ Zwëschenprodukter generéieren, dorënner geléist Elektronen, ·HO-Radikaler, ·HO2-Radikaler (Hydroperoxyl-Radikaler) an ·O2--Radikaler (Superoxid-Anionen), déi benotzt kënne ginn, fir Schadstoffer wéi Cyanid, Phenoler, COD (Chemical Oxygen Demand) an S2--Ionen ofzebauen an ze eliminéieren, wouduerch se schlussendlech an harmlos Substanzen ëmgewandelt ginn.
Am Fall vun direkter anodescher Oxidatioun kënnen niddreg Reaktantkonzentratioune d'elektrochemesch Uewerflächereaktioun wéinst Massentransferbeschränkungen limitéieren, während dës Beschränkung fir indirekt Oxidatiounsprozesser net existéiert. Souwuel bei direkten wéi och indirekten Oxidatiounsprozesser kënnen Niewereaktiounen optrieden, déi d'Generatioun vun H2- oder O2-Gas involvéieren, awer dës Niewereaktioune kënnen duerch d'Auswiel vun Elektrodenmaterialien a Potenzialkontroll kontrolléiert ginn.
Elektrochemesch Oxidatioun huet sech als effektiv fir d'Behandlung vu Spullwaasser mat héijen organesche Konzentratiounen, komplexen Zesummesetzungen, enger Villzuel vu refraktäre Substanzen a staarker Faarfung erwisen. Duerch d'Benotzung vun Anoden mat elektrochemescher Aktivitéit kann dës Technologie effizient héich oxidativ Hydroxylradikaler generéieren. Dëse Prozess féiert zu der Zersetzung vu persistenten organesche Schadstoffer an net-gëfteg, biologesch ofbaubar Substanzen an hirer kompletter Mineraliséierung a Verbindungen wéi Kuelendioxid oder Karbonate.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 07.09.2023
