Өргөн утгаараа электрохимийн исэлдэлт гэдэг нь исэлдэлт-ангижруулах урвалын зарчимд үндэслэн электрод дээр явагддаг шууд болон шууд бус электрохимийн урвалуудыг хамарсан электрохимийн бүхэл бүтэн үйл явцыг хэлнэ. Эдгээр урвалууд нь бохир уснаас бохирдуулагчийг багасгах эсвэл зайлуулах зорилготой.
Нарийн тодорхойлолттой электрохимийн исэлдэлт гэдэг нь анодын процессыг онцгойлон хэлдэг. Энэ процесст органик уусмал эсвэл суспензийг электролитийн элементэд оруулж, шууд гүйдэл хэрэглэснээр анод дээр электронуудыг гаргаж авдаг бөгөөд энэ нь органик нэгдлүүдийн исэлдэлтэд хүргэдэг. Эсвэл бага валенттай металлуудыг анод дээр өндөр валенттай металлын ион болгон исэлдүүлж, дараа нь органик нэгдлүүдийн исэлдэлтэд оролцдог. Ерөнхийдөө органик нэгдлүүдийн доторх тодорхой функциональ бүлгүүд электрохимийн идэвхжил үзүүлдэг. Цахилгаан орны нөлөөн дор эдгээр функциональ бүлгүүдийн бүтэц өөрчлөгдөж, органик нэгдлүүдийн химийн шинж чанарыг өөрчилж, хоруу чанарыг нь бууруулж, био задралд орох чадварыг нь нэмэгдүүлдэг.
Электрохимийн исэлдэлтийг хоёр төрөлд ангилж болно: шууд исэлдэлт ба шууд бус исэлдэлт. Шууд исэлдэлт (шууд электролиз) нь бохирдуулагчийг электрод дээр исэлдүүлэх замаар бохир уснаас шууд зайлуулах үйл явц юм. Энэ үйл явц нь анод болон катодын процессуудыг хоёуланг нь агуулдаг. Анодын процесс нь бохирдуулагчийг анодын гадаргуу дээр исэлдүүлж, тэдгээрийг бага хортой бодис эсвэл илүү биологийн задралд ордог бодис болгон хувиргаж, улмаар бохирдуулагчийг багасгах эсвэл арилгах үйл явцыг хамардаг. Катодын процесс нь катодын гадаргуу дээрх бохирдуулагчийг бууруулах үйл явц бөгөөд голчлон галогенжүүлсэн нүүрсустөрөгчийг бууруулах, зайлуулах, хүнд металлыг нөхөн сэргээхэд ашиглагддаг.
Катодын процессыг электрохимийн бууралт гэж нэрлэж болно. Энэ нь Cr6+ болон Hg2+ зэрэг хүнд металлын ионуудыг исэлдэлтийн доод төлөвт нь бууруулахын тулд электронуудыг шилжүүлэхийг хамардаг. Нэмж дурдахад, энэ нь хлоржуулсан органик нэгдлүүдийг бууруулж, тэдгээрийг бага хоргүй эсвэл хоргүй бодис болгон хувиргаж, эцэст нь тэдгээрийн био задралын чадварыг сайжруулж чадна.
R-Cl + H+ + e → RH + Cl-
Шууд бус исэлдэлт (шууд бус электролиз) нь бохирдуулагчийг бага хортой бодис болгон хувиргахын тулд электрохимийн аргаар үүссэн исэлдүүлэгч эсвэл бууруулагч бодисыг урвалж эсвэл катализатор болгон ашиглахыг хэлнэ. Шууд бус электролизийг цаашид буцаах болон буцаах боломжгүй процесс гэж ангилж болно. Буцаах боломжтой процессууд (зуучлагдсан электрохимийн исэлдэлт) нь электрохимийн процессын явцад исэлдэн ангижрах зүйлүүдийг нөхөн сэргээх, дахин боловсруулахыг хэлнэ. Нөгөөтэйгүүр, буцаах боломжгүй процессууд нь Cl2, хлорат, гипохлорит, H2O2, O3 зэрэг эргэлт буцалтгүй электрохимийн урвалаас үүссэн бодисыг органик нэгдлүүдийг исэлдүүлэхэд ашигладаг. Буцаах боломжгүй процессууд нь мөн уусмалжсан электронууд, ·HO радикалууд, ·HO2 радикалууд (гидропероксил радикалууд), ·O2- радикалууд (супероксид анионууд) зэрэг өндөр исэлдэлтийн завсрын бүтээгдэхүүнийг үүсгэж болох бөгөөд эдгээрийг цианид, фенол, COD (Химийн хүчилтөрөгчийн хэрэгцээ), S2- ион зэрэг бохирдуулагчийг задалж, арилгахад ашиглаж болох бөгөөд эцэст нь тэдгээрийг хоргүй бодис болгон хувиргадаг.
Шууд анодын исэлдэлтийн үед урвалжийн бага концентраци нь массын дамжуулалтын хязгаарлалтаас шалтгаалан электрохимийн гадаргуугийн урвалыг хязгаарлаж болох бол шууд бус исэлдэлтийн процесст энэ хязгаарлалт байхгүй. Шууд болон шууд бус исэлдэлтийн процессын аль алиных нь үед H2 эсвэл O2 хий үүсэхтэй холбоотой сөрөг урвалууд үүсч болох боловч эдгээр сөрөг урвалуудыг электродын материалыг сонгох, боломжит хяналтаар хянаж болно.
Электрохимийн исэлдэлт нь өндөр органик концентрацитай, нарийн төвөгтэй найрлагатай, олон тооны галд тэсвэртэй бодис, өндөр өнгөтэй бохир усыг цэвэрлэхэд үр дүнтэй болох нь тогтоогдсон. Электрохимийн идэвхжилтэй анодыг ашигласнаар энэхүү технологи нь өндөр исэлдэлтийн гидроксил радикалуудыг үр дүнтэйгээр үүсгэж чаддаг. Энэ процесс нь удаан эдэлгээтэй органик бохирдуулагчийг хоргүй, биологийн задралд ордог бодис болгон задалж, нүүрстөрөгчийн давхар исэл эсвэл карбонат зэрэг нэгдлүүд болгон бүрэн эрдэсжүүлэхэд хүргэдэг.
Нийтэлсэн цаг: 2023 оны 9-р сарын 7
