Neem als voorbeeld gewone aldehyden en alcoholen en hun reactiemechanisme fotokatalysator filtergaas is als volgt:
Adsorptiefase: Geurmoleculen worden eerst geadsorbeerd op het oppervlak van de fotokatalysator om een geadsorbeerde toestand te vormen. Dit proces is een belangrijke factor die de efficiëntie van de reactie beïnvloedt. Hoe meer geadsorbeerde stoffen, hoe effectiever de reactie.
Oxidatiereactie:
Aldehyden (zoals aceetaldehyde) kunnen reageren met actieve zuurstofsoorten (zoals OH) om zuren of andere tussenproducten te genereren. Verdere oxidatiereacties zetten zuren om in kooldioxide en water, waarbij uiteindelijk energie vrijkomt.
Reactie van alcoholen:
Alcoholen (zoals ethanol) ondergaan dehydrogeneringsreacties onder invloed van fotokatalysatoren om aldehyden te genereren, die verder worden afgebroken via de bovengenoemde aldehydereactieroutes.
Complex reactienetwerk:
In praktische toepassingen bestaan geurmoleculen vaak uit meerdere verbindingen en is het reactieproces relatief complex. Fotokatalysatoren kunnen meerdere geurbronnen effectief afbreken via verschillende oxidatieroutes, waardoor een complex reactienetwerk ontstaat.
De efficiëntie van fotokatalytische reacties wordt beïnvloed door verschillende factoren, waaronder:
Lichtintensiteit: De intensiteit van de lichtbron heeft rechtstreeks invloed op de mate van elektronenexcitatie, wat op zijn beurt de reactiesnelheid beïnvloedt. Een hogere lichtintensiteit verbetert in het algemeen de reactie-efficiëntie.
Eigenschappen van de fotokatalysator: Het specifieke oppervlak, de kristalfase en het aantal actieve plaatsen van de fotokatalysator hebben allemaal een belangrijke invloed op de katalytische prestaties. Fotokatalysatoren op nanoschaal hebben over het algemeen een groter specifiek oppervlak en kunnen effectiever in contact komen met geurmoleculen.
Temperatuur en vochtigheid: Een hogere temperatuur helpt doorgaans de reactiesnelheid te verhogen, maar een te hoge temperatuur kan ervoor zorgen dat de fotokatalysator wordt geïnactiveerd. Wanneer de luchtvochtigheid gematigd is, kan vocht de vorming van actieve zuurstofsoorten bevorderen, maar een te hoge luchtvochtigheid kan de reactie belemmeren.
Geurcomponentconcentratie: Verschillende concentraties geurmoleculen hebben verschillende effecten op de reactiesnelheid. Een te hoge concentratie kan de verzadiging van de fotokatalysator veroorzaken, waardoor de reactie-efficiëntie afneemt.
