Eine vollständige Methode zur Bewertung der Leistung von Photokatalysatoren für den Abbau von Antibiotika in der Umweltsanierung

Dieser Artikel bietet einen vollständigen Prozess zur Bewertung der katalytischen Leistung von Halbleiterkatalysatoren im Labor, um Halbleiterkatalysatoren mit Potenzial für praktische Anwendungen zu entwickeln. Der Vorteil dieser Technik besteht darin, dass die photokatalytische Leistung von Halbleiterkatalysatoren im Labor umfassender bewertet werden kann. Das Verfahren wird von Bing Wang, einem Doktoranden aus dem Labor von Zhuo Li, demonstriert.Und XuXia Zhang, LeCheng Li, MengTing Ji, Zheng Zheng, ChuanHui Shi, Masterstudenten aus dem Labor von Zhuo Li.To beginnen, die Reaktionslösung durch Auflösen von sechs Gramm Ammoniumnitrat in 200 Millilitern deionisiertem Wasser herstellen und mit Ultraschallwellen mit einer Frequenz von 40 Kilohertz behandeln. 300 Watt Leistung für fünf Minuten in einem Zyklus, um es vollständig aufzulösen, dann in einen 500-Milliliter-Messkolben geben, um das Volumen zu fixieren.

Geben Sie 2.526 Milliliter deionisiertes Wasser in ein Becherglas und geben Sie dann nacheinander 180 Milliliter Ammoniumnitratlösung, 54 Milliliter Natronlauge und 120 Milliliter Silbernitratlösungen in das Becherglas. Rühren Sie die Lösung 10 Minuten lang kräftig um, um den Diammin-Silber-One-Komplex zuzubereiten. Zum Schluss 120 Milliliter Kaliumhydrogenphosphatlösung in den Komplex geben und fünf Minuten rühren.

Nachdem sich die Farbe der Lösung von farblos nach hellgelb geändert hat, ist der erhaltene Niederschlag Silberphosphat-Rauten-Dodekaeder. Trennen Sie den resultierenden Niederschlag durch Zentrifugation bei 7, 155 Punkt 5G für 10 Minuten bei Raumtemperatur. Anschließend dreimal mit 50 Millilitern deionisiertem Wasser unter den gleichen Bedingungen zentrifugieren.

Lagern Sie das rhombische Dodekaedersilberphosphat bei Raumtemperatur in einer trockenen, lichtgeschützten Umgebung. 5,77 Milligramm Bromsubphthalocyanin werden in 50 Millilitern Ethanol in einem Glasbecher gelöst und durch Beschallung bei einer Frequenz von 40 Kilohertz 300 Watt Leistung in einem Zyklus für 30 Minuten bei Raumtemperatur vollständig gelöst. Fügen Sie dann 144,25 Milligramm Silberphosphat zu der obigen Lösung hinzu und beschallen Sie mit einer Frequenz von 40 Kilohertz, 300 Watt Leistung in einem Zyklus für 30 Minuten bei Raumtemperatur.

Rühren Sie die obige Lösung in einem 80 Grad Celsius heißen Wasserbad, um eine vollständige Verdampfung des Ethanols zu ermöglichen. Trocknen Sie das resultierende bräunlich-gelbe Pulver über Nacht in einem Ofen bei 60 Grad Celsius und benennen Sie die vorbereitete Probe als Bromsubphthalocyanin-Silberphosphat Für die Testlösung wurden 10 Milligramm Tetracyclin in 500 Millilitern destilliertem Wasser gelöst, um eine 20 ppm-Lösung zu erhalten. Anschließend werden 50 Milliliter der Test-Tetracyclin-Lösung in einen photokatalytischen Glasreaktor überführt.

Rühren Sie die Lösung gründlich mit einem magnetischen Rühren bei 1000 U / min um und halten Sie die Temperatur bei 25 Grad Celsius. Schalten Sie dann den Schalter der Luftpumpe ein und geben Sie die Luft mit einer Geschwindigkeit von 100 Millilitern pro Minute in die Lösung, um eine Luftsättigung zu erzielen. 50 Milligramm des vorbereiteten Photokatalysators werden in die Testlösung gegeben, um eine Konzentration von einem Gramm pro Liter zu erreichen.

Die erste Probe sofort mit einer Glasspritze entnehmen. Nachdem Sie 30 Minuten im Dunkeln gerührt haben, nehmen Sie die zweite Probe und schalten Sie die Lichtquelle ein Filtern Sie nach einer Bestrahlung für verschiedene Zeitintervalle alle extrahierten Proben durch eine 0,22 Mikrometer große Nylonmembran, um feste Partikel vor der Analyse zu entfernen. Lagern Sie die gefilterten Proben bis zur Analyse lichtgeschützt in Fünf-Milliliter-Zentrifugenröhrchen.

Messen Sie die Konzentration von Tetracyclin mit einem UV-sichtbaren Spektralphotometer bei 356 Nanometern und bewerten Sie den photokatalytischen Effekt anhand der im Manuskript beschriebenen Abbaurate. Die REM-Analyse zeigt, dass der durchschnittliche Durchmesser der rhombischen Dodekaederstruktur zwischen zwei und drei Mikrometern liegt, während Brom-Subphthalocyanin-Mikrokristalle eine große unregelmäßige Flockenstruktur aufweisen. Die photokatalytische Aktivität von Silberphosphat zeigte nur 72,86 %, während Bromsubphthalocyanin-Silberphosphat nach 30 Minuten sichtbarem Licht gegen Strahlung einen Abbau von 94,54 % von Tetracyclin zeigte.

Die konstante Abbaurate von Verbundwerkstoffen war 1,69-mal höher als die des Silberphosphats. Nach fünf Zyklen zeigte das Komposit eine hohe Tetracyclin-Entfernungsrate von 77,5 %, die jedoch von 72,86 % auf 20,84 % durch Silberphosphat abnahm. Die XRD-Analyse des Komposits zeigte, dass sich die Peaks der zyklischen Proben im Vergleich zu den ursprünglichen Proben nicht veränderten, was auf eine gute Stabilität des Komposits hinweist.

Der photokatalytische Abbau zeigt, dass die Absorption und Entfernung von Tetracyclin mit zunehmender Photokatalysatorkonzentration in der Reaktionslösung zunahm. Der Einfluss des pH-Werts auf den photokatalytischen Abbau des Verbundmaterials zur Entfernung von Tetracyclin war in sauren Lösungen leicht reduziert, während er in neutralen und alkalischen Lösungen stärker abgeschwächt wurde. Die Zugabe von Anionen hatte eine hemmende Wirkung auf den photokatalytischen Abbau von Tetracyclin, aber die Abbaurate wurde nicht übermäßig beeinflusst.

Der Einfluss der Temperatur auf den photokatalytischen Abbau für 30 Minuten zeigt, dass die Abbaurate von Tetracyclin mit dem Temperaturanstieg allmählich zunahm. Denken Sie daran, den Umwälzwasserschalter einzuschalten, um die Temperatur bei 25 Grad Celsius zu regeln, wenn Sie das photokatalytische Experiment durchführen.