Questo articolo viene descritto un metodo sintetico per ottenere microsfere oxyiodide di bismuto, che sono altamente funzionali per eseguire la rimozione di fotocatalitica di inquinanti organici, come la ciprofloxacina, in acqua sotto irradiazione di luce UV-A/visibile.
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Articolo metodologico
Un Facile metodo sintetico per ottenere bismuto Oxyiodide microsfere altamente funzionale per i processi fotocatalitici di depurazione delle acque
In questo articolo
Sommario
Abstract
Bismuto oxyhalide (BiOI) è un materiale promettente per fotocatalisi luce solare-driven-ambientale. Dato che la struttura fisica di questo tipo di materiali è altamente correlata alla performance fotocatalitico, è necessario standardizzare i metodi sintetici al fine di ottenere le architetture più funzionale e, quindi, il più alto fotocatalitici efficienza. Qui, segnaliamo un percorso affidabile per ottenere microsfere di BiOI tramite il processo di solvothermal, utilizzando Bi (NO3)3 e ioduro di potassio (KI) come precursori e glicole etilenico come un modello. La sintesi è standardizzata in autoclave a 150 mL, a 126 ° C per 18 h. In questo modo 2-3 µm-dimensioni mesoporosi microsfere, con una superficie specifica pertinente (61,3 m2/g). Accorciando i tempi di reazione nella sintesi si traduce in strutture amorfe, mentre temperature più elevate conducono ad un leggero aumento nella porosità delle microsfere, con nessun effetto nelle prestazioni fotocatalitico. I materiali sono fotoattivi sotto irradiazione di luce UV-A/visibile per la degradazione della ciprofloxacina antibiotica in acqua. Questo metodo ha dimostrato di essere efficace nelle prove interlaboratori, ottenere simili BiOI microsfere in gruppi di ricerca messicano e cileno.
Introduzione
Una pletora di semiconduttori è stata sintetizzata finora, puntando fotocatalizzatori con alta attività sotto irradiazione di luce visibile, per degradare composti organici o per generare energia rinnovabile sotto forma di idrogeno1,2. Bismuto oxyhalides BiOX (X = Cl, Br o io) sono candidati per tali applicazioni a causa della loro efficienza fotocatalitica alta sotto luce solare visibile di luce o simulate irradiazione3,4. L'energia di gap di banda (Eg) del bismuto oxyhalides diminuisce all'aumentare del numero atomico di alogenuri; così, B....
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Protocollo
Nota: Si prega di leggere tutti i fogli di dati materiali di sicurezza (MSDS) prima di utilizzare i reagenti chimici. Seguire tutti i protocolli di sicurezza indossando un camice e guanti. Indossare occhiali di sicurezza protezione UV durante le prove di fotocatalisi. Essere consapevoli del fatto che i nanomateriali possono presentare importanti effetti pericolosi rispetto ai loro precursori.
1. preparazione delle microsfere di BiOI
- Per soluzione 1, sciogliere 2,9104 g di bismuto nitrato pentaidrato (Bi (NO3)3∙5H2O) in 60 mL di glicole etilenico in un becher di vetro. Per la
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Risultati
3D microstrutture di BiOI con successo sono state sintetizzate dalla proposta di metodo sintetica. Ciò è stato confermato dalle immagini SEM mostrate in Figura 1a–c. Le microsfere sono formate da strutture laminari di [Bi2O2]2 +, che sono legati da due atomi di iodio1. La formazione delle microsfere dipende la temperatura e l'ora della procedura solvothermal, come quest.......
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Discussione
Consideriamo la miscela dei precursori come il passaggio fondamentale nella sintesi delle microsfere di BiOI solvothermal. Una molto lenta stillicidio della soluzione KI nella soluzione Bi (NO3)3 (al massimo di 1 mL/min) è cruciale per ottenere microsfere mesoporosi, poiché permette la formazione lenta e auto-assemblaggio delle lastre+ 2 [Bi2O2] , seguita dal legame con gli atomi di iodio per formare i laminati di BiOI. Le lamelle sono i mattoni delle microsfere nel .......
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Dichiarazioni
Gli autori non hanno nulla a rivelare.
Ringraziamenti
Gli autori vogliono ringraziare il Secretaría de Ciencia, Tecnología e Innovación de la Ciudad de México per le risorse fornite per svolgere questo lavoro attraverso il progetto SECITI/047/2016 e i fondi nazionali per la scientifica e sviluppo tecnologico Cile (FONDECYT 11170431).
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Nitrato di bismuto (III) pentaidrato | Sigma Aldrich | 383074 | reagente ACS, ≥ 98,0% |
| Ioduro di potassio | Sigma Aldrich | 746428 | reagente ACS, ≥ 98,0% |
| Glicole etilenico | Sigma Aldrich | 324558 | Anidro, 99,8% |
| Etanolo | Meyer | 5405 | Grado Tecnico, 96% |
| Ciprofloxacina | Sigma Aldrich | 17850 | HPLC, ≥ 98,0% |
| Spettrofotometro UV-Vis-NIR Cary 5000 | Agilent | Utilizzato per la determinazione del gap di banda dal modello Tauc. | |
| JSM-5600 Microscopio elettronico a scansione | JOEL | Utilizzato per le immagini SEM. | |
| Strumenti Autosob-1 | Qantachrome Utilizzati | per la determinazione dell'area superficiale e del diametro dei pori. | |
| Analizzatore di carbonio organico totale TOC-L | Shimadzu | Utilizzato per la determinazione del carbonio organico totale in campioni d'acqua. | |
| Bruker AXS D8 Advance - Diffrazione a raggi X | Bruker | Determinazione della struttura cristallina e della dimensione dei cristalliti |
Riferimenti
- Yu, C., Zhou, W., Liu, H., Liu, Y., Dionysiou, D. D. Design and fabrication of microsphere photocatalysts for environmental purification and energy conversion. Chemical Engineering Journal. 287, 117-129 (2016).
- Wang, H., et al.
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Ristampe e permessi
