Lấy các aldehyd và rượu thông thường làm ví dụ, cơ chế phản ứng của chúng trong lưới lọc xúc tác quang như sau:
Giai đoạn hấp phụ: Các phân tử mùi đầu tiên được hấp phụ trên bề mặt chất xúc tác quang để tạo thành trạng thái hấp phụ. Quá trình này là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu suất của phản ứng. Càng nhiều chất bị hấp phụ thì phản ứng càng hiệu quả.
Phản ứng oxy hóa:
Aldehyd (như acetaldehyde) có thể phản ứng với các loại oxy hoạt động (như OH) để tạo ra axit hoặc các chất trung gian khác. Các phản ứng oxy hóa tiếp theo sẽ chuyển đổi axit thành carbon dioxide và nước, cuối cùng giải phóng năng lượng.
Phản ứng của rượu:
Rượu (chẳng hạn như ethanol) trải qua các phản ứng khử hydro dưới tác dụng của chất xúc tác quang để tạo ra aldehyd, những aldehyd này sẽ bị phân hủy thêm thông qua con đường phản ứng aldehyd nêu trên.
Mạng phản ứng phức tạp:
Trong các ứng dụng thực tế, các phân tử mùi thường bao gồm nhiều hợp chất và quá trình phản ứng tương đối phức tạp. Chất xúc tác quang có thể phân hủy hiệu quả nhiều nguồn mùi thông qua các con đường oxy hóa khác nhau, tạo thành một mạng lưới phản ứng phức tạp.
Hiệu suất của các phản ứng quang xúc tác bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, bao gồm:
Cường độ ánh sáng: Cường độ của nguồn sáng ảnh hưởng trực tiếp đến mức độ kích thích của electron, từ đó ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng. Cường độ ánh sáng cao hơn thường cải thiện hiệu suất phản ứng.
Tính chất quang xúc tác: Diện tích bề mặt riêng, pha tinh thể và số lượng vị trí hoạt động của chất xúc tác quang đều có tác động quan trọng đến hiệu suất xúc tác của nó. Các chất xúc tác quang có kích thước nano thường có diện tích bề mặt riêng lớn hơn và có thể tiếp xúc với các phân tử mùi hiệu quả hơn.
Nhiệt độ và độ ẩm: Nhiệt độ tăng thường giúp tăng tốc độ phản ứng, nhưng nhiệt độ quá cao có thể khiến chất xúc tác quang bị bất hoạt. Khi độ ẩm vừa phải, độ ẩm có thể thúc đẩy sự hình thành các loại oxy hoạt động, nhưng độ ẩm quá cao có thể ức chế phản ứng.
Nồng độ thành phần mùi: Nồng độ khác nhau của các phân tử mùi có ảnh hưởng khác nhau đến tốc độ phản ứng. Nồng độ quá cao có thể gây bão hòa chất xúc tác quang, do đó làm giảm hiệu suất phản ứng.
