Méthode complète d’évaluation de la performance des photocatalyseurs pour la dégradation des antibiotiques dans l’assainissement de l’environnement

Cet article fournit un processus complet d’évaluation de la performance catalytique des catalyseurs semi-conducteurs en laboratoire afin de développer des catalyseurs semi-conducteurs ayant un potentiel d’applications pratiques. L’avantage de cette technique est que les performances photocatalytiques des catalyseurs semi-conducteurs peuvent être évaluées en laboratoire de manière plus complète. La démonstration de la procédure sera effectuée par Bing Wang, doctorant du laboratoire de Zhuo Li.Et XuXia Zhang, LeCheng Li, MengTing Ji, Zheng Zheng, ChuanHui Shi, étudiants en master du laboratoire de Zhuo Li.To commencer, préparer la solution réactionnelle en dissolvant six grammes de nitrate d’ammonium dans 200 millilitres d’eau désionisée et traiter avec des ondes ultrasonores à une fréquence de 40 kilohertz, Puissance de 300 watts pendant cinq minutes en un cycle pour le dissoudre complètement, puis le mettre dans une fiole jaugée de 500 millilitres pour fixer le volume.

Ajouter 2 526 millilitres d’eau désionisée dans un bécher, puis ajouter 180 millilitres de solution de nitrate d’ammonium, 54 millilitres de solution d’hydroxyde de sodium et 120 millilitres de solutions de nitrate d’argent séquentiellement dans le bécher. Remuer vigoureusement la solution pendant 10 minutes pour préparer le complexe diammine argent. Enfin, ajoutez 120 millilitres de solution d’hydrogénophosphate de potassium au complexe et remuez pendant cinq minutes.

Après que la couleur de la solution passe d’incolore à jaune clair, le précipité obtenu est le phosphate d’argent dodécaédrique rhombique. Séparer le précipité résultant par centrifugation à 7, 155 points 5G pendant 10 minutes à température ambiante. Par la suite, centrifuger trois fois avec 50 millilitres d’eau désionisée dans les mêmes conditions.

Conservez le phosphate d’argent dodécaédrique rhombique à température ambiante dans un environnement sec à l’abri de la lumière. Dissous 5,77 milligrammes de brome subphtalocyanine dans 50 millilitres d’éthanol dans un bécher en verre et dissoudre complètement par sonication à une fréquence de 40 kilohertz 300 watts de puissance en un cycle pendant 30 minutes à température ambiante. Ajoutez ensuite 144,25 milligrammes de phosphate d’argent à la solution ci-dessus et sonicez à une fréquence de 40 kilohertz, une puissance de 300 watts en un cycle pendant 30 minutes à température ambiante.

Incorporer la solution ci-dessus dans un bain-marie de 80 degrés Celsius pour permettre l’évaporation complète de l’éthanol. Sécher la poudre jaune brunâtre obtenue pendant la nuit dans une étuve à 60 degrés Celsius et nommer l’échantillon préparé comme du phosphate d’argent subphtalocyanine de brome Pour la solution d’essai, 10 milligrammes de tétracycline ont été dissous dans 500 millilitres d’eau distillée pour obtenir une solution à 20 PPM. Transférez ensuite 50 millilitres de la solution de tétracycline d’essai dans un réacteur photocatalytique en verre.

Bien mélanger la solution avec un remue-ménage magnétique à 1000 tr / min et maintenir la température à 25 degrés Celsius. Allumez ensuite l’interrupteur de la pompe à air et ajoutez l’air à la solution à raison de 100 millilitres par minute pour obtenir une saturation en air. Ajouter 50 milligrammes du photocatalyseur préparé à la solution d’essai pour atteindre une concentration d’un gramme par litre.

Prélevez immédiatement le premier échantillon à l’aide d’une seringue en verre. Après avoir agité pendant 30 minutes dans l’obscurité, prélever le deuxième échantillon et allumer la source lumineuse Après un rayonnement pendant différents intervalles de temps, filtrer tous les échantillons extraits à travers une membrane de nylon de 0,22 micromètre pour éliminer les particules solides avant l’analyse. Conservez les échantillons filtrés à l’abri de la lumière dans des tubes à centrifuger de cinq millilitres jusqu’à l’analyse.

Mesurer la concentration de tétracycline avec un spectrophotomètre UV visible à 356 nanomètres et évaluer l’effet photocatalytique par le taux de dégradation décrit dans le manuscrit. L’analyse MEB montre que le diamètre moyen de la structure dodécaédrique rhombique s’est avéré compris entre deux et trois micromètres, tandis que les microcristaux de sous-phtalocyanine de brome présentent une grande structure irrégulière en flocons. L’activité photocatalytique du phosphate d’argent n’a montré que 72,86%, tandis que le phosphate d’argent sous-phtalocyanine de brome a démontré une dégradation de 94,54% de la tétracycline après 30 minutes de lumière visible en rayonnement.

La constante de vitesse de dégradation par les composites était 1,69 fois supérieure à celle du phosphate d’argent. Après cinq cycles, le composite a montré un taux élevé d’élimination de la tétracycline de 77,5%Cependant, il a diminué de 72,86% à 20,84% par le phosphate d’argent. L’analyse XRD du composite a montré que les pics des échantillons cyclés ne changeaient pas par rapport aux échantillons originaux, ce qui indique une bonne stabilité du composite.

La dégradation photocatalytique montre que l’absorption et l’élimination de la tétracycline ont augmenté à mesure que la concentration du photocatalyseur dans la solution réactionnelle augmentait. L’effet du pH sur la dégradation photocatalytique du matériau composite pour éliminer la tétracycline a été légèrement réduit dans les solutions acides tandis que plus atténué dans les solutions neutres et alcalines. L’ajout d’anions a eu un effet inhibiteur sur la dégradation photocatalytique de la tétracycline, mais le taux de dégradation n’a pas été trop affecté.

L’effet de la température sur la dégradation photocatalytique pendant 30 minutes montre que le taux de dégradation de la tétracycline augmente progressivement avec l’augmentation de la température. N’oubliez pas d’activer l’interrupteur à eau en circulation pour contrôler la température à 25 degrés Celsius lors de l’expérience photocatalytique.