Un metodo completo per valutare le prestazioni dei fotocatalizzatori per la degradazione degli antibiotici nella bonifica ambientale

Questo documento fornisce un processo completo per valutare le prestazioni catalitiche dei catalizzatori a semiconduttore in laboratorio per sviluppare catalizzatori a semiconduttore con potenziale per applicazioni pratiche. Il vantaggio di questa tecnica è che le prestazioni fotocatalitiche dei catalizzatori a semiconduttore possono essere valutate in laboratorio in modo più completo. A dimostrare la procedura sarà Bing Wang, uno studente di dottorato del laboratorio di Zhuo Li.E XuXia Zhang, LeCheng Li, MengTing Ji, Zheng Zheng, ChuanHui Shi, studenti master del laboratorio di Zhuo Li.To iniziare, preparare la soluzione di reazione sciogliendo sei grammi di nitrato di ammonio in 200 millilitri di acqua deionizzata e trattare con onde ultrasoniche alla frequenza di 40 kilohertz, 300 watt di potenza per cinque minuti in un ciclo per scioglierlo completamente e poi metterlo in un pallone tarato da 500 millilitri per fissare il volume.

Aggiungere 2.526 millilitri di acqua deionizzata in un becher e quindi aggiungere 180 millilitri di soluzione di nitrato di ammonio, 54 millilitri di soluzione di idrossido di sodio e 120 millilitri di soluzioni di nitrato d'argento sequenzialmente al becher. Mescolare energicamente la soluzione per 10 minuti per preparare il complesso diammine silver one. Infine, aggiungere 120 millilitri di soluzione di fosfato acido di potassio al complesso e mescolare per cinque minuti.

Dopo che il colore della soluzione cambia da incolore a giallo chiaro, il precipitato ottenuto è fosfato d'argento rombico dodecaedral. Separare il precipitato risultante mediante centrifugazione a 7, 155 punti 5G per 10 minuti a temperatura ambiente. Successivamente, centrifugare tre volte con 50 millilitri di acqua deionizzata nelle stesse condizioni.

Conservare il fosfato d'argento rombico dodecaedrico a temperatura ambiente in un ambiente asciutto al riparo dalla luce. Sciogliere 5,77 milligrammi di subftalocianina di bromo in 50 millilitri di etanolo in un becher di vetro e sciogliere completamente mediante sonicazione a 40 kilohertz di frequenza 300 watt di potenza in un ciclo per 30 minuti a temperatura ambiente. Quindi aggiungere 144,25 milligrammi di fosfato d'argento alla soluzione di cui sopra e sonicare alla frequenza di 40 kilohertz, 300 watt di potenza in un ciclo per 30 minuti a temperatura ambiente.

Mescolare la soluzione di cui sopra in un bagno d'acqua a 80 gradi Celsius per consentire la completa evaporazione dell'etanolo. Asciugare la polvere gialla brunastra risultante durante la notte in un forno a 60 gradi Celsius e nominare il campione preparato come bromo subftalocianina fosfato d'argento Per la soluzione di prova, 10 milligrammi di tetraciclina sono stati sciolti in 500 millilitri di acqua distillata per ottenere una soluzione di 20 PPM. Quindi trasferire 50 millilitri della soluzione di tetraciclina di prova in un reattore fotocatalitico di vetro.

Mescolare accuratamente la soluzione con un mescolatore magnetico a 1000 giri / min e mantenere la temperatura a 25 gradi Celsius. Quindi accendere l'interruttore della pompa dell'aria e aggiungere l'aria alla soluzione ad una velocità di 100 millilitri al minuto per ottenere la saturazione dell'aria. Aggiungere 50 milligrammi del fotocatalizzatore preparato alla soluzione di prova per raggiungere una concentrazione di un grammo per litro.

Prelevare immediatamente il primo campione utilizzando una siringa di vetro. Dopo aver agitato per 30 minuti al buio, prelevare il secondo campione e accendere la sorgente luminosa Dopo una radiazione per diversi intervalli di tempo, filtrare tutti i campioni estratti attraverso una membrana di nylon da 0,22 micrometri per rimuovere le particelle solide prima dell'analisi. Conservare i campioni filtrati lontano dalla luce in provette da centrifuga da cinque millilitri fino all'analisi.

Misurare la concentrazione di tetraciclina con uno spettrofotometro UV visibile a 356 nanometri e valutare l'effetto fotocatalitico dal tasso di degradazione come descritto nel manoscritto. L'analisi SEM mostra che il diametro medio della struttura rombica dodecaedrica è risultato essere compreso tra due e tre micrometri, mentre i microcristalli di subftalocianina di bromo mostrano una grande struttura irregolare a scaglie. L'attività fotocatalitica del fosfato d'argento ha mostrato solo il 72,86% mentre il fosfato d'argento subftalocianina di bromo ha dimostrato una degradazione del 94,54% della tetraciclina dopo 30 minuti di luce visibile alle radiazioni.

La costante del tasso di degradazione da parte dei compositi era 1,69 volte superiore a quella del fosfato d'argento. Dopo cinque cicli, il composito ha mostrato un alto tasso di rimozione delle tetracicline del 77,5% Tuttavia, è diminuito dal 72,86% al 20,84% dal fosfato d'argento. L'analisi XRD del composito ha mostrato che i picchi dei campioni ciclizzati non sono cambiati rispetto ai campioni originali, indicando una buona stabilità del composito.

La degradazione fotocatalitica mostra che l'assorbimento e la rimozione della tetraciclina aumentavano all'aumentare della concentrazione del fotocatalizzatore nella soluzione di reazione. L'effetto del pH sulla degradazione fotocatalitica del materiale composito per rimuovere la tetraciclina è stato leggermente ridotto in soluzioni acide mentre più attenuato in soluzioni neutre e alcaline. L'aggiunta di anioni ha avuto un effetto inibitorio sulla degradazione fotocatalitica della tetraciclina, ma il tasso di degradazione non è stato eccessivamente influenzato.

L'effetto della temperatura sulla degradazione fotocatalitica per 30 minuti mostra che il tasso di degradazione della tetraciclina è aumentato gradualmente con l'aumento della temperatura. Ricordarsi di accendere l'interruttore dell'acqua di circolazione per controllare la temperatura a 25 gradi Celsius quando si esegue l'esperimento fotocatalitico.