Prenons comme exemples les aldéhydes et les alcools courants, leur mécanisme de réaction dans maille de filtre de photocatalyseur est la suivante :
Étape d'adsorption : les molécules d'odeur sont d'abord adsorbées à la surface du photocatalyseur pour former un état adsorbé. Ce processus est un facteur important affectant l’efficacité de la réaction. Plus il y a de substances adsorbées, plus la réaction est efficace.
Réaction d'oxydation :
Les aldéhydes (tels que l'acétaldéhyde) peuvent réagir avec des espèces actives de l'oxygène (telles que OH) pour générer des acides ou d'autres intermédiaires. D'autres réactions d'oxydation convertissent les acides en dioxyde de carbone et en eau, libérant finalement de l'énergie.
Réaction des alcools :
Les alcools (tels que l'éthanol) subissent des réactions de déshydrogénation sous l'action de photocatalyseurs pour générer des aldéhydes, qui sont ensuite dégradés par les voies de réaction des aldéhydes mentionnées ci-dessus.
Réseau de réaction complexe :
Dans les applications pratiques, les molécules odorantes sont souvent composées de plusieurs composés et le processus de réaction est relativement complexe. Les photocatalyseurs peuvent dégrader efficacement plusieurs sources d’odeurs via différentes voies d’oxydation, formant ainsi un réseau réactionnel complexe.
L'efficacité des réactions photocatalytiques est affectée par divers facteurs, notamment :
Intensité lumineuse : L’intensité de la source lumineuse affecte directement le degré d’excitation électronique, qui à son tour affecte la vitesse de réaction. Une intensité lumineuse plus élevée améliore généralement l’efficacité de la réaction.
Propriétés du photocatalyseur : la surface spécifique, la phase cristalline et le nombre de sites actifs du photocatalyseur ont tous un impact important sur ses performances catalytiques. Les photocatalyseurs à l’échelle nanométrique ont généralement une surface spécifique plus grande et peuvent entrer en contact plus efficacement avec les molécules odorantes.
Température et humidité : une température plus élevée contribue généralement à augmenter la vitesse de réaction, mais une température trop élevée peut entraîner l'inactivation du photocatalyseur. Lorsque l’humidité est modérée, l’humidité peut favoriser la génération d’espèces actives d’oxygène, mais une humidité trop élevée peut inhiber la réaction.
Concentration des composants odorants : Différentes concentrations de molécules odorantes ont des effets différents sur la vitesse de réaction. Une concentration trop élevée peut provoquer la saturation du photocatalyseur, réduisant ainsi l'efficacité de la réaction.
