વ્યાપક અર્થમાં, ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ ઓક્સિડેશન એ ઇલેક્ટ્રોકેમિસ્ટ્રીની સમગ્ર પ્રક્રિયાનો ઉલ્લેખ કરે છે, જેમાં ઓક્સિડેશન-ઘટાડા પ્રતિક્રિયાઓના સિદ્ધાંતોના આધારે ઇલેક્ટ્રોડ પર થતી પ્રત્યક્ષ અથવા પરોક્ષ ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ પ્રતિક્રિયાઓનો સમાવેશ થાય છે. આ પ્રતિક્રિયાઓનો હેતુ ગંદા પાણીમાંથી પ્રદૂષકોને ઘટાડવા અથવા દૂર કરવાનો છે.
સંકુચિત રીતે વ્યાખ્યાયિત, ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ ઓક્સિડેશન ખાસ કરીને એનોડિક પ્રક્રિયાનો ઉલ્લેખ કરે છે. આ પ્રક્રિયામાં, ઇલેક્ટ્રોલિટીક કોષમાં એક કાર્બનિક દ્રાવણ અથવા સસ્પેન્શન દાખલ કરવામાં આવે છે, અને ડાયરેક્ટ કરંટના ઉપયોગ દ્વારા, એનોડ પર ઇલેક્ટ્રોન કાઢવામાં આવે છે, જે કાર્બનિક સંયોજનોનું ઓક્સિડેશન તરફ દોરી જાય છે. વૈકલ્પિક રીતે, ઓછી-સંયોજકતા ધાતુઓને એનોડ પર ઉચ્ચ-સંયોજકતા ધાતુ આયનોમાં ઓક્સિડાઇઝ કરી શકાય છે, જે પછી કાર્બનિક સંયોજનોના ઓક્સિડેશનમાં ભાગ લે છે. સામાન્ય રીતે, કાર્બનિક સંયોજનોમાં ચોક્કસ કાર્યાત્મક જૂથો ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ પ્રવૃત્તિ દર્શાવે છે. ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રના પ્રભાવ હેઠળ, આ કાર્યાત્મક જૂથોની રચનામાં ફેરફાર થાય છે, કાર્બનિક સંયોજનોના રાસાયણિક ગુણધર્મોમાં ફેરફાર થાય છે, તેમની ઝેરીતા ઘટાડે છે અને તેમની બાયોડિગ્રેડેબિલિટીમાં વધારો થાય છે.
ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ ઓક્સિડેશનને બે પ્રકારમાં વર્ગીકૃત કરી શકાય છે: ડાયરેક્ટ ઓક્સિડેશન અને પરોક્ષ ઓક્સિડેશન. ડાયરેક્ટ ઓક્સિડેશન (ડાયરેક્ટ ઇલેક્ટ્રોલિસિસ) માં ઇલેક્ટ્રોડ પર ઓક્સિડાઇઝ કરીને ગંદા પાણીમાં પ્રદૂષકોને સીધા દૂર કરવાનો સમાવેશ થાય છે. આ પ્રક્રિયામાં એનોડિક અને કેથોડિક બંને પ્રક્રિયાઓનો સમાવેશ થાય છે. એનોડિક પ્રક્રિયામાં એનોડ સપાટી પર પ્રદૂષકોનું ઓક્સિડેશન શામેલ છે, તેમને ઓછા ઝેરી પદાર્થો અથવા વધુ બાયોડિગ્રેડેબલ પદાર્થોમાં રૂપાંતરિત કરવામાં આવે છે, જેનાથી પ્રદૂષકો ઓછા થાય છે અથવા દૂર થાય છે. કેથોડિક પ્રક્રિયામાં કેથોડ સપાટી પર પ્રદૂષકોનું પ્રમાણ ઘટાડવાનો સમાવેશ થાય છે અને તેનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે હેલોજેનેટેડ હાઇડ્રોકાર્બન ઘટાડવા અને દૂર કરવા અને ભારે ધાતુઓની પુનઃપ્રાપ્તિ માટે થાય છે.
કેથોડિક પ્રક્રિયાને ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ રિડક્શન તરીકે પણ ઓળખી શકાય છે. તેમાં Cr6+ અને Hg2+ જેવા ભારે ધાતુના આયનોને તેમની નીચી ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં ઘટાડવા માટે ઇલેક્ટ્રોનનું ટ્રાન્સફર શામેલ છે. વધુમાં, તે ક્લોરિનેટેડ કાર્બનિક સંયોજનોને ઘટાડી શકે છે, તેમને ઓછા ઝેરી અથવા બિન-ઝેરી પદાર્થોમાં રૂપાંતરિત કરી શકે છે, આખરે તેમની બાયોડિગ્રેડેબિલિટીમાં વધારો કરે છે:
R-Cl + H+ + e → RH + Cl-
પરોક્ષ ઓક્સિડેશન (પરોક્ષ વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણ) માં ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ રીતે ઉત્પન્ન થયેલા ઓક્સિડાઇઝિંગ અથવા રિડ્યુસિંગ એજન્ટોનો ઉપયોગ પ્રદૂષકોને ઓછા ઝેરી પદાર્થોમાં રૂપાંતરિત કરવા માટે રિએક્ટન્ટ અથવા ઉત્પ્રેરક તરીકે થાય છે. પરોક્ષ વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણને ઉલટાવી શકાય તેવી અને ઉલટાવી શકાય તેવી પ્રક્રિયાઓમાં વધુ વર્ગીકૃત કરી શકાય છે. ઉલટાવી શકાય તેવી પ્રક્રિયાઓ (મધ્યસ્થી વિદ્યુત રાસાયણિક ઓક્સિડેશન) ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ પ્રક્રિયા દરમિયાન રેડોક્સ પ્રજાતિઓના પુનર્જીવન અને રિસાયક્લિંગનો સમાવેશ કરે છે. બીજી બાજુ, ઉલટાવી શકાય તેવી પ્રક્રિયાઓ કાર્બનિક સંયોજનોને ઓક્સિડાઇઝ કરવા માટે Cl2, ક્લોરેટ્સ, હાઇપોક્લોરાઇટ, H2O2 અને O3 જેવા મજબૂત ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટો જેવા ઉલટાવી શકાય તેવા ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ પ્રતિક્રિયાઓમાંથી ઉત્પન્ન થતા પદાર્થોનો ઉપયોગ કરે છે. ઉલટાવી શકાય તેવી પ્રક્રિયાઓ ખૂબ જ ઓક્સિડેટીવ મધ્યસ્થી પણ ઉત્પન્ન કરી શકે છે, જેમાં સોલ્વેટેડ ઇલેક્ટ્રોન, ·HO રેડિકલ, ·HO2 રેડિકલ (હાઇડ્રોપેરોક્સિલ રેડિકલ), અને ·O2- રેડિકલ (સુપરઓક્સાઇડ આયન)નો સમાવેશ થાય છે, જેનો ઉપયોગ સાયનાઇડ, ફિનોલ્સ, COD (રાસાયણિક ઓક્સિજન માંગ), અને S2- આયન જેવા પ્રદૂષકોને ઘટાડવા અને દૂર કરવા માટે થઈ શકે છે, જે આખરે તેમને હાનિકારક પદાર્થોમાં રૂપાંતરિત કરે છે.
ડાયરેક્ટ એનોડિક ઓક્સિડેશનના કિસ્સામાં, ઓછી રિએક્ટન્ટ સાંદ્રતા માસ ટ્રાન્સફર મર્યાદાઓને કારણે ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ સપાટી પ્રતિક્રિયાને મર્યાદિત કરી શકે છે, જ્યારે આ મર્યાદા પરોક્ષ ઓક્સિડેશન પ્રક્રિયાઓ માટે અસ્તિત્વમાં નથી. ડાયરેક્ટ અને પરોક્ષ બંને ઓક્સિડેશન પ્રક્રિયાઓ દરમિયાન, H2 અથવા O2 ગેસના ઉત્પાદનને લગતી બાજુ પ્રતિક્રિયાઓ થઈ શકે છે, પરંતુ આ બાજુ પ્રતિક્રિયાઓને ઇલેક્ટ્રોડ સામગ્રીની પસંદગી અને સંભવિત નિયંત્રણ દ્વારા નિયંત્રિત કરી શકાય છે.
ઉચ્ચ કાર્બનિક સાંદ્રતા, જટિલ રચનાઓ, અસંખ્ય પ્રત્યાવર્તન પદાર્થો અને ઉચ્ચ રંગ ધરાવતા ગંદા પાણીના ઉપચાર માટે ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ ઓક્સિડેશન અસરકારક હોવાનું જણાયું છે. ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ પ્રવૃત્તિવાળા એનોડનો ઉપયોગ કરીને, આ ટેકનોલોજી કાર્યક્ષમ રીતે ખૂબ જ ઓક્સિડેટીવ હાઇડ્રોક્સિલ રેડિકલ ઉત્પન્ન કરી શકે છે. આ પ્રક્રિયા સતત કાર્બનિક પ્રદૂષકોના વિઘટનને બિન-ઝેરી, બાયોડિગ્રેડેબલ પદાર્થોમાં અને તેમના સંપૂર્ણ ખનિજીકરણને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ અથવા કાર્બોનેટ જેવા સંયોજનોમાં પરિણમે છે.
પોસ્ટ સમય: સપ્ટેમ્બર-૦૭-૨૦૨૩
