Otetaan esimerkkeinä yleiset aldehydit ja alkoholit, niiden reaktiomekanismi fotokatalyyttisuodatinverkko on seuraava:
Adsorptiovaihe: Hajumolekyylit adsorboidaan ensin fotokatalyytin pinnalle adsorboituneen tilan muodostamiseksi. Tämä prosessi on tärkeä tekijä, joka vaikuttaa reaktion tehokkuuteen. Mitä enemmän adsorboituneita aineita, sitä tehokkaampi reaktio.
Hapetusreaktio:
Aldehydit (kuten asetaldehydi) voivat reagoida aktiivisten happiyhdisteiden (kuten OH) kanssa muodostaen happoja tai muita välituotteita. Muut hapetusreaktiot muuttavat hapot hiilidioksidiksi ja vedeksi, jolloin lopulta vapautuu energiaa.
Alkoholien reaktio:
Alkoholit (kuten etanoli) käyvät läpi dehydrausreaktioita fotokatalyyttien vaikutuksesta, jolloin muodostuu aldehydejä, jotka hajoavat edelleen edellä mainittujen aldehydireaktioreittien kautta.
Monimutkainen reaktioverkosto:
Käytännön sovelluksissa hajumolekyylit koostuvat usein useista yhdisteistä, ja reaktioprosessi on suhteellisen monimutkainen. Fotokatalyytit voivat tehokkaasti hajottaa useita hajulähteitä erilaisten hapetusreittien kautta muodostaen monimutkaisen reaktioverkoston.
Fotokatalyyttisten reaktioiden tehokkuuteen vaikuttavat useat tekijät, mukaan lukien:
Valon intensiteetti: Valonlähteen intensiteetti vaikuttaa suoraan elektronin viritysasteeseen, mikä puolestaan vaikuttaa reaktionopeuteen. Suurempi valon intensiteetti yleensä parantaa reaktiotehokkuutta.
Fotokatalyytin ominaisuudet: Fotokatalyytin ominaispinta-ala, kidefaasi ja aktiivisten kohtien lukumäärä vaikuttavat kaikki merkittävästi sen katalyyttiseen suorituskykyyn. Nanomittakaavan fotokatalyyteillä on yleensä suurempi ominaispinta-ala ja ne voivat tehokkaammin koskettaa hajumolekyylejä.
Lämpötila ja kosteus: Lämpötilan nousu yleensä auttaa lisäämään reaktionopeutta, mutta liian korkea lämpötila voi aiheuttaa fotokatalyytin inaktivoitumisen. Kun kosteus on kohtalainen, kosteus voi edistää aktiivisten happilajien muodostumista, mutta liian korkea kosteus voi estää reaktion.
Hajukomponenttien pitoisuus: Hajumolekyylien eri pitoisuudet vaikuttavat eri tavalla reaktionopeuteen. Liian korkea pitoisuus voi aiheuttaa fotokatalyytin kyllästymisen, mikä heikentää reaktion tehokkuutta.
