व्यापक अर्थाने, इलेक्ट्रोकेमिकल ऑक्सिडेशन म्हणजे इलेक्ट्रोकेमिस्ट्रीची संपूर्ण प्रक्रिया, ज्यामध्ये ऑक्सिडेशन-रिडक्शन रिअॅक्शनच्या तत्त्वांवर आधारित इलेक्ट्रोडवर होणाऱ्या प्रत्यक्ष किंवा अप्रत्यक्ष इलेक्ट्रोकेमिकल अभिक्रियांचा समावेश असतो. या अभिक्रियांचा उद्देश सांडपाण्यातील प्रदूषकांना कमी करणे किंवा काढून टाकणे आहे.
संक्षिप्तपणे परिभाषित केलेले, इलेक्ट्रोकेमिकल ऑक्सिडेशन विशेषतः अॅनोडिक प्रक्रियेचा संदर्भ देते. या प्रक्रियेत, इलेक्ट्रोलाइटिक पेशीमध्ये एक सेंद्रिय द्रावण किंवा निलंबन आणले जाते आणि थेट प्रवाहाच्या वापराद्वारे, अॅनोडवर इलेक्ट्रॉन काढले जातात, ज्यामुळे सेंद्रिय संयुगांचे ऑक्सिडेशन होते. पर्यायीरित्या, कमी-संयुग धातूंचे अॅनोडवर उच्च-संयुग धातू आयनमध्ये ऑक्सिडीकरण केले जाऊ शकते, जे नंतर सेंद्रिय संयुगांच्या ऑक्सिडेशनमध्ये भाग घेतात. सामान्यतः, सेंद्रिय संयुगांमधील काही कार्यात्मक गट विद्युतरासायनिक क्रियाकलाप प्रदर्शित करतात. विद्युत क्षेत्राच्या प्रभावाखाली, या कार्यात्मक गटांच्या संरचनेत बदल होतात, ज्यामुळे सेंद्रिय संयुगांचे रासायनिक गुणधर्म बदलतात, त्यांची विषाक्तता कमी होते आणि त्यांची जैवविघटनक्षमता वाढते.
इलेक्ट्रोकेमिकल ऑक्सिडेशनचे दोन प्रकारांमध्ये वर्गीकरण करता येते: डायरेक्ट ऑक्सिडेशन आणि अप्रत्यक्ष ऑक्सिडेशन. डायरेक्ट ऑक्सिडेशन (डायरेक्ट इलेक्ट्रोलिसिस) मध्ये इलेक्ट्रोडवर ऑक्सिडायझेशन करून सांडपाण्यातील प्रदूषकांचे थेट काढून टाकणे समाविष्ट आहे. या प्रक्रियेत अॅनोडिक आणि कॅथोडिक दोन्ही प्रक्रियांचा समावेश आहे. अॅनोडिक प्रक्रियेमध्ये अॅनोड पृष्ठभागावर प्रदूषकांचे ऑक्सिडेशन समाविष्ट आहे, ज्यामुळे त्यांना कमी विषारी पदार्थांमध्ये किंवा अधिक जैवविघटनशील पदार्थांमध्ये रूपांतरित केले जाते, ज्यामुळे प्रदूषक कमी होतात किंवा नष्ट होतात. कॅथोडिक प्रक्रियेमध्ये कॅथोड पृष्ठभागावर प्रदूषकांचे प्रमाण कमी होते आणि ते प्रामुख्याने हॅलोजनेटेड हायड्रोकार्बन्स कमी करण्यासाठी आणि काढून टाकण्यासाठी आणि जड धातूंच्या पुनर्प्राप्तीसाठी वापरले जाते.
कॅथोडिक प्रक्रियेला इलेक्ट्रोकेमिकल रिडक्शन असेही म्हटले जाऊ शकते. यामध्ये Cr6+ आणि Hg2+ सारख्या जड धातूंच्या आयनांना त्यांच्या कमी ऑक्सिडेशन अवस्थेत कमी करण्यासाठी इलेक्ट्रॉनचे हस्तांतरण समाविष्ट असते. याव्यतिरिक्त, ते क्लोरीनयुक्त सेंद्रिय संयुगे कमी करू शकते, त्यांचे कमी विषारी किंवा गैर-विषारी पदार्थांमध्ये रूपांतर करू शकते, शेवटी त्यांची जैवविघटनक्षमता वाढवते:
R-Cl + H+ + e → RH + Cl-
अप्रत्यक्ष ऑक्सिडेशन (अप्रत्यक्ष इलेक्ट्रोलिसिस) मध्ये प्रदूषकांना कमी विषारी पदार्थांमध्ये रूपांतरित करण्यासाठी इलेक्ट्रोकेमिकली व्युत्पन्न ऑक्सिडायझिंग किंवा रिड्यूसिंग एजंट्सचा अभिक्रियाकारक किंवा उत्प्रेरक म्हणून वापर केला जातो. अप्रत्यक्ष इलेक्ट्रोलिसिसचे पुढे उलट करता येण्याजोग्या आणि अपरिवर्तनीय प्रक्रियांमध्ये वर्गीकरण केले जाऊ शकते. उलट करता येण्याजोग्या प्रक्रिया (मध्यस्थ इलेक्ट्रोकेमिकल ऑक्सिडेशन) मध्ये इलेक्ट्रोकेमिकल प्रक्रियेदरम्यान रेडॉक्स प्रजातींचे पुनर्जन्म आणि पुनर्वापर समाविष्ट असते. दुसरीकडे, अपरिवर्तनीय प्रक्रियांमध्ये, Cl2, क्लोरेट्स, हायपोक्लोराइट्स, H2O2 आणि O3 सारख्या मजबूत ऑक्सिडायझिंग एजंट्स सारख्या अपरिवर्तनीय इलेक्ट्रोकेमिकल अभिक्रियांमधून निर्माण होणाऱ्या पदार्थांचा वापर सेंद्रिय संयुगांचे ऑक्सिडायझेशन करण्यासाठी केला जातो. अपरिवर्तनीय प्रक्रिया देखील विरघळलेल्या इलेक्ट्रॉन, ·HO रॅडिकल्स, ·HO2 रॅडिकल्स (हायड्रोपेरॉक्सिल रॅडिकल्स) आणि ·O2- रॅडिकल्स (सुपरऑक्साइड आयन) यासह उच्च ऑक्सिडेटिव्ह इंटरमीडिएट्स तयार करू शकतात, ज्याचा वापर सायनाइड, फिनॉल, COD (रासायनिक ऑक्सिजन मागणी) आणि S2- आयन सारख्या प्रदूषकांना कमी करण्यासाठी आणि काढून टाकण्यासाठी केला जाऊ शकतो, शेवटी त्यांना निरुपद्रवी पदार्थांमध्ये रूपांतरित करतो.
डायरेक्ट अॅनोडिक ऑक्सिडेशनच्या बाबतीत, कमी अभिक्रियाक सांद्रता वस्तुमान हस्तांतरण मर्यादांमुळे इलेक्ट्रोकेमिकल पृष्ठभागाच्या अभिक्रिया मर्यादित करू शकते, तर अप्रत्यक्ष ऑक्सिडेशन प्रक्रियेसाठी ही मर्यादा अस्तित्वात नाही. प्रत्यक्ष आणि अप्रत्यक्ष दोन्ही ऑक्सिडेशन प्रक्रियेदरम्यान, H2 किंवा O2 वायूच्या निर्मितीशी संबंधित साइड रिअॅक्शन होऊ शकतात, परंतु इलेक्ट्रोड सामग्रीच्या निवडीद्वारे आणि संभाव्य नियंत्रणाद्वारे या साइड रिअॅक्शन नियंत्रित केल्या जाऊ शकतात.
उच्च सेंद्रिय सांद्रता, जटिल रचना, अनेक रीफ्रॅक्टरी पदार्थ आणि उच्च रंगद्रव्य असलेल्या सांडपाण्यावर प्रक्रिया करण्यासाठी इलेक्ट्रोकेमिकल ऑक्सिडेशन प्रभावी असल्याचे आढळून आले आहे. इलेक्ट्रोकेमिकल क्रियाकलाप असलेल्या एनोड्सचा वापर करून, हे तंत्रज्ञान कार्यक्षमतेने उच्च ऑक्सिडेटिव्ह हायड्रॉक्सिल रॅडिकल्स निर्माण करू शकते. या प्रक्रियेमुळे सततच्या सेंद्रिय प्रदूषकांचे विघटन गैर-विषारी, जैवविघटनशील पदार्थांमध्ये होते आणि त्यांचे संपूर्ण खनिजीकरण कार्बन डायऑक्साइड किंवा कार्बोनेट सारख्या संयुगांमध्ये होते.
पोस्ट वेळ: सप्टेंबर-०७-२०२३
