Kwa maana pana, oksidi ya kielektroniki inarejelea mchakato mzima wa kemia ya kielektroniki, ambao unahusisha athari za kielektroniki za moja kwa moja au zisizo za moja kwa moja zinazotokea kwenye elektrodi kulingana na kanuni za athari za kupunguza oksidi. Athari hizi zinalenga kupunguza au kuondoa uchafuzi kutoka kwa maji machafu.
Kwa ufafanuzi finyu, oksidi ya kielektroniki inarejelea hasa mchakato wa anodi. Katika mchakato huu, myeyusho wa kikaboni au kusimamishwa huletwa ndani ya seli ya kielektroniki, na kupitia matumizi ya mkondo wa moja kwa moja, elektroni hutolewa kwenye anodi, na kusababisha oksidi ya misombo ya kikaboni. Vinginevyo, metali za valensi ya chini zinaweza oksidishwa hadi ioni za metali za valensi ya juu kwenye anodi, ambazo kisha hushiriki katika oksidi ya misombo ya kikaboni. Kwa kawaida, vikundi fulani vya utendaji kazi ndani ya misombo ya kikaboni huonyesha shughuli za kielektroniki. Chini ya ushawishi wa uwanja wa umeme, muundo wa vikundi hivi vya utendaji kazi hupitia mabadiliko, kubadilisha sifa za kemikali za misombo ya kikaboni, kupunguza sumu yao, na kuongeza uozo wao.
Oksida ya kielektroniki inaweza kugawanywa katika aina mbili: oksida ya moja kwa moja na oksida isiyo ya moja kwa moja. Oksida ya moja kwa moja (elektrolisisi ya moja kwa moja) inahusisha uondoaji wa moja kwa moja wa uchafuzi kutoka kwa maji machafu kwa kuyaoksidisha kwenye elektrodi. Mchakato huu unajumuisha michakato ya anodi na kathodi. Mchakato wa anodi unahusisha oksida ya uchafuzi kwenye uso wa anodi, na kuubadilisha kuwa vitu au vitu visivyo na sumu sana ambavyo vinaweza kuoza zaidi, na hivyo kupunguza au kuondoa uchafuzi. Mchakato wa kathodi unahusisha upunguzaji wa uchafuzi kwenye uso wa kathodi na hutumika hasa kwa kupunguza na kuondoa hidrokaboni zenye halojeni na kurejesha metali nzito.
Mchakato wa kathodi pia unaweza kujulikana kama upunguzaji wa kielektroniki. Unahusisha uhamishaji wa elektroni ili kupunguza ioni za metali nzito kama vile Cr6+ na Hg2+ katika hali zao za chini za oksidi. Zaidi ya hayo, unaweza kupunguza misombo ya kikaboni yenye klorini, na kuibadilisha kuwa vitu vyenye sumu kidogo au visivyo na sumu, hatimaye kuongeza uwezo wake wa kuoza:
R-Cl + H+ + e → RH + Cl-
Oksidasi isiyo ya moja kwa moja (elektrolisisi isiyo ya moja kwa moja) inahusisha matumizi ya mawakala wa oksidi au kupunguza yanayozalishwa kwa njia ya kielektroniki kama vichocheo au vichocheo ili kubadilisha uchafuzi kuwa vitu visivyo na sumu nyingi. Elektrolisisi isiyo ya moja kwa moja inaweza kuainishwa zaidi katika michakato inayoweza kurekebishwa na isiyoweza kurekebishwa. Michakato inayoweza kurekebishwa (oksidi ya kielektroniki inayosimamiwa) inahusisha kuzaliwa upya na kuchakata tena spishi za redoksi wakati wa mchakato wa kielektroniki. Michakato isiyoweza kurekebishwa, kwa upande mwingine, hutumia vitu vinavyotokana na athari za kielektroniki zisizoweza kurekebishwa, kama vile mawakala wenye nguvu wa oksidi kama Cl2, klorati, hypokloriti, H2O2, na O3, ili oksidi misombo ya kikaboni. Michakato isiyoweza kurekebishwa pia inaweza kutoa vioksidishaji vyenye oksidi nyingi, ikiwa ni pamoja na elektroni zilizoyeyushwa, · radikali za HO, · radikali za HO2 (radikali za hidroperoksili), na · radikali za O2 (anioni za superoxide), ambazo zinaweza kutumika kuharibu na kuondoa uchafuzi kama vile sianidi, fenoli, COD (Mahitaji ya Oksijeni ya Kemikali), na ioni za S2, hatimaye kuzibadilisha kuwa vitu visivyo na madhara.
Katika hali ya oksidi ya anodi ya moja kwa moja, viwango vya chini vya kisektanti vinaweza kupunguza mmenyuko wa uso wa kielektroniki kutokana na vikwazo vya uhamisho wa wingi, huku kikomo hiki kikiwa hakipo kwa michakato ya oksidi isiyo ya moja kwa moja. Wakati wa michakato ya oksidi ya moja kwa moja na isiyo ya moja kwa moja, athari za upande zinazohusisha uzalishaji wa gesi ya H2 au O2 zinaweza kutokea, lakini athari hizi za upande zinaweza kudhibitiwa kupitia uteuzi wa vifaa vya elektrodi na udhibiti unaowezekana.
Oksida ya kielektroniki imeonekana kuwa na ufanisi katika kutibu maji machafu kwa viwango vya juu vya kikaboni, misombo tata, vitu vingi vya kukataa, na rangi nyingi. Kwa kutumia anodi zenye shughuli za kielektroniki, teknolojia hii inaweza kutoa kwa ufanisi radicals za hidroksili zenye oksidi nyingi. Mchakato huu husababisha kuoza kwa vichafuzi vya kikaboni vinavyoendelea kuwa vitu visivyo na sumu, vinavyoweza kuoza na madini yake kamili kuwa misombo kama vile kaboni dioksidi au kaboneti.
Muda wa chapisho: Septemba-07-2023
