هنالك بعض العوامل تؤثر على عملية التحفيز غير المتجانس في التفاعلات الضوئية ويمكن توضحيها كالاتي :

1. تركيز العامل المحفز : يتناسب معدل سرعة التفاعل الأبتدائية بصورة مباشرة مع كتلة العامل المحفز (mass) هذا من الناحية الاستاتيكية أو الديناميكية , لذا فإن التفاعلات الضوئية المحفزة غير المتجانسة لا تعتمد على الكتلة لأن قيمة (m) محددة وأنما تعتمد على طبيعة المركب المراد معالجته وشكله الهندسي وظروف العمل التي تتمثل بالتركيز الأفضل من TiO₂ الذي يضمن معاملة كل السطح المغطى . إن التركيز (0.1-5)غم/لتر من TiO₂ هو أفضل تركيز يضمن الامتزاز الكلي لكل الفوتونات الفعالة ^(1-2).
2. تركيز المادة الأساس : تخضع مركبات تفاعلات التكسير لميكانيكية (Langmiur Hinsholwood) إن معدل سرعة التفاعل ( r ) يتناسب مع الجزء المغطى من السطح بالمادة الأساس (θ) وكما يأتي :

إذ إن K هو ثابت معدل سرعة التفاعل و K هو ثابت امتزاز المركب و C التركيز الابتدائي للمادة الأساس في المحاليل المخففة فإن  KC <<1 . لذا فان التفاعل من المرتبة الأولى . أما في المحاليل المركزة فإن  KC>>1 وأن هذا التفاعل من المرتبة
الصفرية^(3-4).

3.تأثير درجة الحرارة والرقم الهيدروجيني :إن معظم التفاعلات الضوئية غير حساسة للتغيرات الطفيفة في درجات الحرارة وحالات قليلة جداً بنيت تأثير أرينس خلال عملية التكسير الضوئي⁽⁵⁾. في حين أن الرقم الهيدروجيني للمحاليل المائية تؤثر على حجم الجزئيات وشحنة السطح ومواقع حافة الحزمة لـTiO₂ بسبب خواصة الامفوتيرية⁽⁶⁾ . إن شحنة نقطة الصفر (Zero Point Charge) تمثل الرقم الهيدروجيني لـTiO₂ عندما يكون سطح الأوكسيد غير مشحون وتكون بحدود 7 وعند الزيادة أو النقصان عن هذا فإن   العامل المحفز يكون إما  سالب وأما موجب الشحنة وكما في المعادلات الاتية :

TiOH⁺₂          TiOH + H⁺ ……………………(1-31)

TiOH           TiO^- + H⁺ ………………………(1-32)

وبذلك فإن  الأكسدة الضوئية المحفزة للمركبات العضوية تتأثر بالرقم الهيدروجيني .

4.الأيونات اللأعضوية : تؤثر بعض الايونات السالبة في المياه الطبيعة أو الملوثة مثل ( الكلوريدات والبروميدات والكبرتيتات والفوسفات ) بشكل مثبط لعملية التكسير الضوئي إذا  ما أتحدت مع TiO₂ أو اقتربت من سطحة^(7-8) . زيادة على الفعالية الكيميائية للأيونات السالبة اتجاه TiO₂ فإن  الرقم الهيدروجيني يبين خواص الأيونات المؤثرة ,  إذ إن  معدل سرعة التكسير الضوئي لمركبات مختلفة تثبطت بوجود الكلوريد عند pH = 3-4 ⁽⁹⁾, فبوجود الوسط الحامضي تكون الاشكال الهندسية لـTiO₂ أما TiOH₂⁺ أو TiOH وعند اقتراب آيونات الكلوريد من المراكز الفعالة فإنها  تقلل من معدل سرعة التفاعل , أما بوجود الوسط القاعدي فإن  اقتراب أيونات الكلوريد لا تتملك أي تايثر تثبيطي لوجود شحنة سالبة على سطح العامل المحفز و كما هو الحال بوجود أيونات النتريت .

5.شدة الضوء : تتناسب سرعة التفاعلات الضوئية المحفزة مع شدة الضوء وذلك بتناسب سرعة التفاعلات الضوئية مع الجذر التربيعي لشدة الضوء عند الشدة الفعالة⁽¹⁰⁾.

6. الأوكسجين : تعتمد فعالية ومعدل سرعة التفاعل الضوئي المحفز لتكسير المركبات العضوية على وجود الاوكسجين أو اضافة بعض المؤكسدات مثل
(Peroxy disulfate or Peroxides)⁽¹¹⁾. أن جزئية الاوكسجين تعمل كمصيدة لألكترون حزمة التكافؤ وإن تركيز الاوكسجين يعتمد على ما يتطلب من الأوكسجين للأمتزاز أو الاستهلاك في الضوء أو الظلام .

7. الطول الموجي : يمثل التغير في معدل سرعة التفاعلات الضوئية المحفزة دالة للطول الموجي بالاعتماد على الطيف الامتصاصي للعامل المحفز من خلال طاقة فجوة الحزمة , وبما أن TiO₂ و ZnO يملكان طاقة فجوة حزمة مقدارها (3,2) الكترون فولت لذا فهو يمتص في المنطقة القريبة من الأشعة فوق البنفسجية (max-UV) وعند طول موجي (387)نانوميتر وبذلك يجب التأكد من أن المتفاعلات لا تمتص عند هذا الطول الموجي .

8. الامتزاز : يعد أمتزاز المركبات العضوية على سطح جزيئات شبه الموصل من أهم الاعتبارات في تفاعل الأكسدة الضوئية المحفزة, إذ يبين Langmiur العلاقة بين معدل سرعة تفاعل التكسير والتركيز الابتدائي لمركب العضوي وبذلك فأن الامتزاز يطيع قانون التفاعلات الضوئية المحفزة   .

---------------------------------------------------------------------------------------------------

1- J. Gimenez, D. Cureo, M. A. Queral, Catalysis Today, 54 ( 2-3), 243 ( 1999 ).

2- J. P. Percherancier, R. Chapelon, B. Buyet, Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry, 87, 266 (1995).

3- J. M. Herrmann, Catalysis Today, 53, 129 ( 1999 ).

4- I. Arslan, I. A. Balcioglu, D. W. Banhemann, Applied Catalysis B: Environmental, 26, 206 ( 2000 ).

5- T. Zhang, Journal of Photo Chemistry and Photobiology A: Chemistry, 104, 172 ( 2001 ).

6- P. Fernandez–Ibanez, F. J. de-Las Nieves, S. Malato, Journal of Colloid and Interface Science, 227, 516 ( 2000 ).

7- E. Pelizzetti, Solar Energy Materials and Solar Cells, 38, 457 (1995).

8- K. H. Wang, Chemosphere, 40, 394 ( 2000 ).

9- K. H. Wang, Applied Catalysis B: Environmental, 21, 8 (1999 ).

10- G. Al Sayyed , J. C. D’Oliveira , P. Pichat , Journal of Photochemistry and Photo Biology A: Chemistry, 58, 114 ( 1991 ) .

11- Y. wang , C. S. Hong , water research , 34 ( 10 ) ,2797 ( 2000 ).

مواضيع ذات صلة

كيمياء القصدير

تطبيقات الطبقات الثنائية الهيدروكسيد

تطبيقات عملية التبادل الأيوني

مواد التبادل الأيوني Ion exchanger

ظاهرة التبادل الايوني Ion Exchange

تاريخ التبادل الايوني Ion Exchange History

كيمياء البلاتين ومعقداته

كيمياء البلاديوم ومعقداته

طرائق تقدير النحاس

كيمياء النحاس ومعقداته

طرائق تقدير النيكل

كيمياء النيكل ومعقداته