Waiting
로그인 처리 중...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Environment
Click here for the English version

Environment

En komplett metod för utvärdering av fotokatalysatorers prestanda för nedbrytning av antibiotika vid miljösanering

Published: October 6, 2022 doi: 10.3791/64478
Automatic Translation
1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1
1School of Chemical Engineering, Northwest University

Summary

Här presenteras ett protokoll för att utforska en universell uppsättning experimentella förfaranden för omfattande laboratorieutvärdering av fotokatalysatorer inom miljörening, med hjälp av exemplet med fotokatalytiskt avlägsnande av antibiotikaorganiska föroreningsmolekyler från vatten med ftalocyaninsensibiliserade silverfosfatkompositer.

Abstract

Olika antibiotika såsom tetracyklin, aureomycin, amoxicillin och levofloxacin finns i stora mängder i grundvatten och marksystem, vilket potentiellt leder till utveckling av resistenta och multiresistenta bakterier, vilket utgör ett hot mot människor, djur och miljösystem. Fotokatalytisk teknik har väckt stort intresse på grund av dess snabba och stabila behandling och direkta användning av solenergi. De flesta studier som utvärderar prestandan hos halvledarkatalysatorer för fotokatalytisk nedbrytning av organiska föroreningar i vatten är dock för närvarande ofullständiga. I detta dokument är ett komplett experimentellt protokoll utformat för att omfattande utvärdera den fotokatalytiska prestandan hos halvledarkatalysatorer. Häri framställdes rhombic dodecahedral silverfosfat med en enkel lösningsmedelsfassyntesmetod vid rumstemperatur och atmosfärstryck. BrSubftalocyanin/Ag3PO4 heterojunctionmaterial framställdes med den solvotermiska metoden. Den katalytiska prestandan hos beredda material för nedbrytning av tetracyklin utvärderades genom att studera olika påverkande faktorer såsom katalysatordosering, temperatur, pH och anjoner vid atmosfärstryck med användning av en 300 W xenonlampa som en simulerad solljuskälla och en ljusintensitet på 350 mW / cm2. Jämfört med den första cykeln bibehöll den konstruerade BrSubphthalocyanine / Ag3 PO 4 82,0% av den ursprungliga fotokatalytiska aktiviteten efter fem fotokatalytiska cykler, medan den orörda Ag3PO4 bibehöll endast 28,6%. Stabiliteten hos silverfosfatprover testades ytterligare genom ett femcykelexperiment. Detta dokument ger en komplett process för utvärdering av katalytisk prestanda hos halvledarkatalysatorer i laboratoriet för utveckling av halvledarkatalysatorer med potential för praktiska tillämpningar.

Introduction

Tetracykliner (TC) är vanliga antibiotika som ger effektivt skydd mot bakterieinfektioner och används ofta inom djurhållning, vattenbruk och förebyggande av sjukdomar 1,2. De distribueras i stor utsträckning i vatten på grund av deras överanvändning och felaktig tillämpning under de senaste decennierna, liksom utsläpp av industriellt avloppsvatten3. Detta har orsakat allvarliga miljöföroreningar och allvarliga risker för människors hälsa. till exempel kan överdriven förekomst av TC i vattenmiljön negativt påverka mikrobiell samhällsfördelning och bakterieresistens, vilket leder till ekologiska obalanser, främst på grund av antibiotikas mycket hydrofila och bioackumulerande natur, samt en viss nivå av bioaktivitet och stabilitet 4,5,6 . På grund av hyperstabiliteten hos TC i miljön är det svårt att bryta ner naturligt; Därför har många metoder utvecklats, inklusive biologiska, fysikalisk-kemiska och kemiska behandlingar 7,8,9. Biologiska behandlingar är mycket effektiva och billiga10,11. Men eftersom de är giftiga för mikroorganismer bryter de inte effektivt ned och mineraliserar antibiotikamolekyler i vatten12. Även om fysikalisk-kemiska metoder kan avlägsna antibiotika från avloppsvatten direkt och snabbt, omvandlar denna metod endast antibiotikamolekylerna från vätskefasen till den fasta fasen, bryter inte ner dem helt och är för kostsam13.

Till skillnad från konventionella metoder har halvledarfotokatalys använts i stor utsträckning för nedbrytning av föroreningar under de senaste decennierna på grund av dess effektiva katalytiska nedbrytningsegenskaper14. Till exempel uppnådde den ädelmetallfria magnetiska FexMny-katalysatorn av Li et al. effektiv fotokatalytisk oxidation av en mängd olika antibiotikamolekyler i vatten utan användning av någon oxidant15. Yan et al. rapporterade in situ-syntesen av liljeliknande NiCo2O4 nanoark på avfall biomassa-härledd kol för att uppnå effektivt fotokatalytiskt avlägsnande av fenoliska föroreningar från vatten16. Tekniken bygger på en halvledarkatalysator som exciteras av ljus för att generera fotogenererade elektroner (e-) och hål (h +)17. De fotogenererade e- och h+ kommer att omvandlas till superoxidanjonradikaler (O2-) eller hydroxylradikaler (OH-) genom att reagera med absorberade O2 ochH2O, och dessa oxidativt aktiva arter oxiderar och sönderdelar organiska föroreningsmolekyler i vatten till CO2 ochH2O och andra mindre organiska molekyler18,19,20 . Det finns dock ingen enhetlig fältstandard för utvärdering av fotokatalysatorprestanda. Utvärderingen av ett materials fotokatalytiska prestanda bör undersökas med avseende på katalysatorberedningsprocessen, miljöförhållanden för optimal katalytisk prestanda, katalysatoråtervinningsprestanda etc. Ag3PO 4, med sin framträdande fotokatalytiska förmåga, har utlöst betydande oro för miljösanering. Denna nya fotokatalysator uppnår kvanteffektivitet på upp till 90 % vid våglängder större än 420 nm, vilket är betydligt högre än tidigare rapporterade värden21. Den allvarliga fotokorrosionen och den otillfredsställande elektronhålsseparationshastigheten för Ag3PO4 begränsar emellertid dess breda tillämpning22. Därför har olika försök gjorts för att övervinna dessa nackdelar, såsom formoptimering23, jondopning 24 och heterostrukturbyggnad25,26,27. I detta dokument modifierades Ag3PO4 med hjälp av morfologikontroll samt heterojunction-teknik. Först framställdes rombiska dodekaedriska Ag3PO4-kristaller med hög ytenergi genom lösningsmedelsfassyntes vid rumstemperatur under omgivande tryck. Därefter monterades organiskt supramolekylärt BrSubphthalocyanine (BrSubPc), som kan fungera som både elektronacceptor och elektrondonator, på silverfosfatytan med den solvotermiska metoden 28,29,30,31,32,33,34,35 . De framställda materialens fotokatalytiska prestanda utvärderades genom att undersöka effekten av olika miljöfaktorer på de framställda provernas fotokatalytiska prestanda för att bryta ned spårmängder tetracyklin i vatten. Denna uppsats ger en referens för systematisk utvärdering av materialens fotokatalytiska prestanda, vilket är av betydelse för framtida utveckling av fotokatalytiska material för praktiska tillämpningar inom miljösanering.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Beredning av BrSubPc

OBS: BrSubPC-provet bereddes enligt ett tidigare publicerat arbete36. Reaktionen utförs i ett dubbelradigt rörvakuumledningssystem, och reaktionsprocessen kontrolleras strikt under vattenfria och syrefria förhållanden.

  1. Förbehandling av råvaror
    1. Väg upp 2 g o-dicyanobensen, torka den i en vakuumugn i 24 timmar, ta ut den och slipa den sedan försiktigt i en agatmortel.
    2. Lägg den igen i en vakuumugn i 1 vecka; Ta sedan ut den och lägg den i en exsickator.
    3. Mät 50 ml o-diklorbensen, tillsätt 1 g vattenfritt magnesiumsulfat och rör om blandningen vid rumstemperatur (RT) i 24 timmar vid medelhastighet.
  2. Filtrera sedan lösningen under reducerat tryck (-0,1-0,09 MPa), samla filtratet och lägg det åt sidan.
  3. Tillsätt förbehandlad o-dicyanobensen (10 mmol, 1,28 g) i en 100 ml Schlenk-flaska, evakuera systemet med en dubbelradig rörvakuumledningsanordning och fyll systemet med kväve. Injicera sedan 50 ml förbehandlad o-diklorbensen under magnetisk omrörning vid 1 000 rpm i 1 timme för att lösa upp o-dicyanobensen jämnt.
  4. Lägg Schlenk-flaskan i ett isvattenbad, tillsätt sedan 1,3 ml bortribromid (BBr3) under magnetisk omrörning vid 1 000 rpm i 120 minuter och observera att reaktionssystemets färg ändras till mörkbrun.
  5. Byt sedan snabbt till ett oljebad, höj temperaturen till 120 ° C återflöde i 10 timmar och observera att reaktionssystemets färg ändras från mörkbrun till ljuslila.
  6. Sluta värma och kyla till RT. Filtrera lösningen under reducerat tryck (-0,1-0,09 MPa) och samla filterkakan, med det lila fasta ämnet på kakan som råprodukt.
  7. Sätt den erhållna BrSubPC-råprodukten i en vakuumugn i 20 timmar. Ta bort och finslipa produkten. Extrahera sedan med 200 ml metanollösning i en Soxhlet-extraktor tills lösningen blir färglös.

2. Beredning av den rombiska dodekaedriska Ag3PO4

OBS: Rhombic dodecahedral Ag3PO4 bereddes enligt den tidigare rapporterade litteraturen35.

  1. Framställning av reaktionslösningen
    1. För NH 4NO3-lösning (0,05 M) som heter lösning 1, lös upp 6 g ammoniumnitrat (NH4NO3, 99%) i 200 ml avjoniserat vatten och behandla med ultraljudsvågor vid 40 Khz frekvens, 300 W effekt i 5 min i en cykel för att lösa upp den helt. Lägg den sedan i en 500 ml mätkolv för att fixera volymen.
    2. För NaOH-lösning (0,2 M) som heter lösning 2, lös upp 4 g natriumhydroxid (NaOH, 99%) i 200 ml avjoniserat vatten i en glasbägare och sonikat i 5 minuter vid 40 Khz frekvens, 300 W effekt i en cykel för att lösa upp den helt. Lägg den sedan i en 500 ml mätkolv för att fixera volymen.
    3. För AgNO 3-lösning (0,05 M) som heter lösning 3, lös upp 4,25 g silvernitrat (AgNO3, 99,8%) i 200 ml avjoniserat vatten i en glasbägare och sonikat i 5 minuter vid 40 Khz frekvens, 300 W effekt i en cykel för att lösa upp den helt. Lägg den sedan i en 500 ml mätkolv för att fixera volymen.
    4. För K 2HPO 4-lösningen (0,1 M) som heter lösning 4, lös upp 11,41 g kaliumvätefosfat (K2HPO4, 99,5%) i 400 ml avjoniserat vatten i en glasbägare och sonikat i 5 minuter för att lösa upp det helt. Lägg den sedan i en 500 ml mätkolv för att fixera volymen.
  2. Tillsätt 2526 ml avjoniserat vatten till en bägare och tillsätt sedan 180 ml NH 4 NO3-lösning (0,4M), 54 ml NaOH-lösning (0,2 M) och 120 mlAgNO3-lösning (0,05 M) sekventiellt till bägaren.
  3. Rör om lösningen kraftigt i 10 minuter för att förbereda [Ag(NH3)2]+-komplexet. Slutligen tillsätt 120 ml K2HPO4-lösning (0,1 M) till komplexet och rör om i 5 minuter. Efter att lösningens färg ändras från färglös till ljusgul är den erhållna fällningenAg3PO4rhombic dodecahedral.
  4. Separera den resulterande fällningen genom centrifugering vid 7155,5 x g i 10 minuter vid RT och centrifugera den därefter tre gånger med 50 ml avjoniserat vatten under samma förhållanden. Förvara den rombiska dekaedriska Ag3PO4 vid RT i en torr miljö borta från ljus.

3. Beredning av BrSubPc/Ag 3PO4

OBS: Fyra olika sammansatta förhållanden mellan BrSubPc och Ag3PO4 framställdes enligt massförhållandena 1:25, 1:50, 1:75 och 1:100.

  1. Lös 5,77 mg BrSubPc i 50 ml etanol i en glasbägare. Lös upp BrSubPc helt genom ultraljudsbehandling vid 40 Khz frekvens, 300 W effekt i en cykel för 30 min vid RT.
  2. Lägg sedan till 144,25 mg Ag3PO4 till ovanstående lösning och sonikat vid 40 kHz frekvens, 300 W effekt i en cykel i 30 min vid RT.
  3. Rör om ovanstående lösning i ett 80 °C vattenbad så att etanolen kan avdunsta fullständigt.
  4. Torka det resulterande brungula pulvret över natten i en ugn vid 60 °C. Det beredda provet benämns BrSubPc/Ag3PO4 (1:25).
  5. För de andra proverna med sammansatt förhållande (1:50, 1:75 och 1:100), följ samma beredningsförfarande (steg 3.1-3.4) som BrSubPc/Ag 3 PO4 (1:25) men ändra mängden BrSubPc till 2,94 mg, 1,97 mg och 1,49 mg och motsvarande mängd Ag3PO4 till 147,0 mg, 147,75 mg respektive 149,0 mg.

4. Beskrivning av proverna

  1. Utföra röntgendiffraktionsanalys av pulverformiga material med användning av en monokromatisk Cu-Kα-ljuskälla, λ = 0,15418 nm, som arbetar vid 30 kV och 15 mA.
  2. Använda Fouriertransform infraröd spektroskopi (FT-IR) för att karakterisera de strukturella egenskaperna hos de beredda materialen; Mätvåglängdsområdet är 500-4000 cm-1.
  3. Mät absorptionsegenskaperna hos de beredda materialen med fast ultraviolett synlig (UV-vis) absorptionsspektroskopi i intervallet 200-800 nm.
  4. Bestäm partikelstorlek, mikrostruktur och morfologi hos de beredda proverna genom svepelektronmikroskopi vid 5,00 KV accelererande spänning, InLens-detektor, förstoring 500-13000, arbetsavstånd 7,4-7,7 mm.
  5. Ta 5 ml av reaktionslösningen efter 5 cykler och fixera volymen till 10 ml med koncentrerad HNO3. Smält reaktionslösningen med en induktivt kopplad plasmaoptisk emissionsspektrometer (ICP-OES) med en pumphastighet på 100 r/min, ett nebulisatorflöde på 28,0 psi, hjälpgas på 0,5 ml/min och en spolningstid på 20 s.

5. Fotokatalytiskt aktivitetstest

OBS: Ljuskällan är en 300 W xenonlampa och ett 400 nm-filter används för att avlägsna ultraviolett ljus från ljuskällan. Xenonlampan monterades 15 cm ovanför lösningen och ljusintensiteten bestämdes till 350 mW/cm2.

  1. För testlösningen löstes 10 mg tetracyklin (TC) i 500 ml destillerat vatten för erhållande av en 20 ppm lösning.
  2. Överför sedan 50 ml av TC-testlösningen till en fotokatalytisk glasreaktor. Rör om lösningen noggrant med en magnetomrörare vid 1000 rpm och håll temperaturen vid 25 °C. Slå sedan på luftpumpens strömbrytare och tillsätt luften till lösningen med en hastighet av 100 ml / min för att bibehålla luftmättnaden.
  3. Tillsätt 50 mg av den beredda fotokatalysatorn till testlösningen så att en koncentration på 1 g/l uppnås.
  4. Ta det första provet (3 ml) omedelbart med en glasspruta. Efter omrörning i 30 minuter i mörkret, ta det andra provet och slå på ljuskällan.
  5. Efter bestrålning i 5 min, 10 min, 15 min, 20 min och 30 min, ta vätskeprover (3 ml). Filtrera alla extraherade prover genom ett 0,22 μm nylonmembran för att avlägsna fasta partiklar före analys. Förvara de filtrerade proverna borta från ljus i 5 ml centrifugrör tills analys.
  6. Mät TC-koncentrationen med en UV-Vis-spektrofotometer vid 356 nm. Utvärdera den fotokatalytiska effekten med nedbrytningshastigheten; Den specifika beräkningsformeln för nedbrytningshastigheten är följande (Ekv. (1)).
    Equation 1(1)
    Där A0 är provets absorbans före belysning, A är provets absorbans vid belysningstiden t min.
  7. Använd samma experimentella procedurer för olika katalysatordoser, med startkatalysatormängder som 30 mg, 40 mg, 50 mg, 60 mg och 70 mg.
  8. För experiment med olika pH, justera tetracyklinlösningens pH (50 ml, 20 mg / L) mellan 2,0 och 9,0 med 0,01 mol / L HCl och NaOH-lösning. Använd BrSubPc/Ag3PO4som katalysator med en katalysatordos på 50 mg. För andra fotokatalytiska experimentella procedurer, följ de tidigare beskrivna stegen 5.2-5.6.
  9. Undersök effekten av reaktionstemperatur på fotonedbrytningen av tetracyklin genom att använda BrSubPc/Ag3PO4som katalysator med en katalysatordos på 50 mg och lösning pH = 6; temperaturområdet är 10-50 °C. Andra fotokatalytiska experimentella procedurer är desamma som de tidigare beskrivna stegen 5.2-5.6.
  10. Undersök effekterna av olika anjoner på katalysatorernas fotokatalytiska prestanda genom tillsats av 5 mmol / LNa2SO4, 5 mmol / LNa2CO3, 5 mmol / L NaCl respektive 5 mmol / LNaNO3 till 50 ml tetracyklinlösning. Använd BrSubPc/Ag3PO4 som katalysator med en katalysatordos på 50 mg och lösning pH = 7. Andra fotokatalytiska experimentella procedurer är desamma som de tidigare beskrivna stegen 5.2-5.6.
  11. Efter varje cykel av fotokatalytisk nedbrytningsreaktion, centrifugera den reagerade lösningen vid 7155,5 x g i 10 minuter vid RT och centrifugera den sedan tre gånger med 10 ml avjoniserat vatten under samma förhållanden (3 x 10 ml). Torka det fasta ämnet vid 120 °C i 1 timme. Utför fem på varandra följande fotonedbrytningsexperiment med fotokatalysatorer som återvunnits efter varje steg utan förändring i katalysatorns totala koncentration för att utvärdera stabiliteten hos BrSubPc / Ag3PO 4-fotokatalysatorn.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Den rombiska dodekaedern Ag3PO4 syntetiserades framgångsrikt med användning av denna lösningsmedelsfassyntesmetod. Detta bekräftas av SEM-bilderna som visas i figur 1A, B. Enligt SEM-analysen befanns medeldiametern för den rombiska dodekaedriska strukturen vara mellan 2-3 μm. De orörda BrSubPC-mikrokristallerna visar en stor oregelbunden flingstruktur (figur 1C). I kompositprovet behöll titandioxiden fortfarande den ursprungliga nanosfärstrukturen, men ingen ftalocyaninarkstruktur hittades, vilket innebär att ftalocyaninmolekylerna var jämnt självmonterade på titandioxidytan (figur 1D). Som visas i figur 2A visar alla prover en karakteristisk topp belägen vid 20,9°, 29,7°, 33,3°, 36,6°, 42,5°, 47,8°, 52,7°, 55,0°, 57,3°, 61,6°, 65,8°, 69,9°, 71,9° och 73,8° som tillskrevs (110), (200), (210), (211), (220), (310), (222), (320), (321), (400), (330), (420), (421) och (332) fasetter av den kroppscentrerade kubiska strukturen i Ag3PO4 (JCPDS nr 06-0505)21. Å andra sidan visade BrSubPc/Ag 3 PO 4-prover inga ytterligare karakteristiska toppar av BrSubPc, främst på grund av att mängden BrSubPc som belastades på ytan av Ag 3 PO 4 var låg och intensitetenhos huvuddiffraktionstoppen för Ag3PO 4 minskade när mängden BrSubPc ökade. FT-IR-spektra för de beredda proverna analyseras på det sätt som visas i figur 2B. För BrSubPc är de rikligare karakteristiska topparna i FT-IR-spektrumet toppar vid 743 cm-1, 868 cm-1, 943 cm-1 och 1452 cm-1; denna funktion är sträcknings- och böjningsvibrationen hos C-C- och C-N-bindningarna i bensenringens ryggrad. Den svaga toppen vid 624 cm-1 är den karakteristiska toppen av sträckningen av B-Br-bindningen. De symmetriska och asymmetriska sträckningsvibrationerna hos P-O-P orsakade samma FT-IR-toppar vid 546 cm-1 och 931 cm-1 för orörda Ag 3 PO 4 respektive BrSubPc / Ag3PO4. Den orörda Ag3PO4 kan absorbera ljus vid våglängder mindre än 530 nm, och BrSubPc har två karakteristiska toppar vid 310 nm respektive 570 nm (figur 2C). Jämfört med ren Ag 3 PO 4 visar BrSubPc / Ag 3 PO 4 kompositprovet signifikant ökadabsorption i det synliga området, vilket bekräftar att Ag3PO 4-partiklarna framgångsrikt täcks av BrSubPc-mikrokristaller. Detta kan bevisa att BrSubPc / Ag3PO 4-kompositen är en mycket lovande synlig ljusinducerad fotokatalysator.

Den fotokatalytiska aktiviteten hos de beredda materialen bedömdes efter nedbrytningen av antibiotikumet TC i rent vatten under simulerad bestrålning av synligt ljus (λ > 400 nm). Som visas i figur 3A visade den fotokatalytiska prestandan hos orörd Ag3PO4 endast 72,86% nedbrytning av TC efter 0,5 timmars bestrålning av synligt ljus. Det kan observeras att alla sammansatta fotokatalysatorer visade förbättrad nedbrytning av TC när BrSubPc supramolekylära nanokristaller laddades på ytan av Ag3PO4. I synnerhet uppnådde BrSubPc/Ag3PO4 (1:50) 94,54% nedbrytning av TC efter 0,5 timmars synlig ljusbelysning. En pseudo-första ordningens reaktionsmodell (l−ln (C/C0) = kt)28, där k är den skenbara hastighetskonstanten, användes för att passa kinetiken för fotonedbrytning av TC med olika prover. Som visas i figur 3B var den skenbara hastighetskonstanten för TC-nedbrytning med BrSubPc/Ag 3 PO4 (1:50) kompositer 1,69 gånger högre än för den orörda Ag3PO4. Ovanstående resultat indikerar att den fotokatalytiska prestandan hos Ag 3 PO4 förbättras signifikant när Ag3PO4 kombineras med BrSubPc supramolekylära nanokristaller.

Fotostabiliteten och återanvändbarheten hos fotokatalysatorer är viktiga faktorer som påverkar deras praktiska tillämpningar, och återvinningsnedbrytningsexperiment utfördes på de beredda orörda Ag 3 PO 4och BrSubPc / Ag3PO4 (1:50) kompositerna. Figur 3C visar att efter fem cykler av de beredda katalysatorerna visade kompositen fortfarande en hög TC-borttagningshastighet på 77,5%. TC-avlägsnandet med orörd Ag3PO4 minskade dock från 72,86% till 20,84%. Dessutom visade XRD-analys av de cykliska sammansatta BrSubPc/Ag3PO 4 (1:50) proverna att XRD-topparna för de cykliska proverna inte förändrades jämfört med XRD för de ursprungliga proverna (figur 4), vilket bevisade den goda stabiliteten hos kompositproverna i den fotokatalytiska reaktionen. ICP-OES-testresultaten för reaktionslösningen efter fem cykler visade att koncentrationen av elementärt silver i lösningen efter reaktionen av orördAg3PO4var 1,3 mg/L, medan koncentrationen av elementärt silver i lösningen efter reaktionen av kompositprovet av BrSubPc/Ag3PO4 (1:50) var 0,1 mg/L (tabell 1 ). Detta indikerar att den sammansatta fotokatalytiska reaktionen har bättre stabilitet jämfört med den för orördaAg3PO4.

I den fotokatalytiska processen har mängden fotokatalysatordosering också ett viktigt inflytande på den fotokatalytiska effekten, för lite dosering kan leda till lägre ljusutnyttjandeeffektivitet och dålig fotokatalytisk effekt, och för mycket fotokatalysatordosering kan leda till högre kostnad och oekonomisk. För liten mängd fotokatalysator kan leda till lägre ljusutnyttjandeeffektivitet och dålig fotokatalytisk effekt, medan för mycket mängd fotokatalysator kan leda till högre kostnad och oekonomisk behandling av avloppsvatten. Därför är det viktigt att bestämma den optimala fotokatalysatordosen. Som framgår av figur 5A, efter 30 minuters mörk reaktion, ökade adsorptionen och avlägsnandet av tetracyklin när koncentrationen av fotokatalysatorn i reaktionslösningen ökade (dosen ökade) eftersom koncentrationen av tetracyklin som adsorbent i lösningen förblev densamma, medan koncentrationen av fotokatalysatorn som adsorbenten ökade, vilket innebär att den aktiva punkten på adsorbentens yta i lösningen också ökade, och sannolikheten för kollisionsadsorption med adsorbenten ökade. Detta innebär att sannolikheten för kollisionsadsorption med adsorbatet ökar, vilket resulterar i en minskning av koncentrationen av adsorbat i lösningen. Nedbrytningshastigheten för TC med fotokatalysatorer vid 0,6 g / L, 0,8 g / L, 1 g / L, 1,2 g / L och 1,4 g / L var 71,6%, 75,0%, 94,5%, 95,7% respektive 95,7% efter 30 minuters ljusreaktion. När koncentrationen av katalysatorn översteg 1,0 g / L kunde nedbrytningshastigheten för TC nå mer än 90% i 30 min fotoreaktion. Från ovanstående analys kan man se att när koncentrationen av fotokatalysator är 1,4 g / L uppnås den bästa borttagningseffekten av tetracyklin, och den fotokatalytiska effekten förbättrades inte kraftigt jämfört med katalysatorkoncentrationen på 1,0 g / L, medan katalysatordosen var 40% högre. Analysen av nedbrytningskinetiska data i figur 5B visar också att 1,4 g/l och 1,2 g/l inte skiljer sig signifikant jämfört med 1,0 g/l. Ur ekonomisk synvinkel är den optimala dosen av kompositmaterial 1,0 g / L.

Som framgår av figur 5C är effekten av pH på den fotokatalytiska nedbrytningen av kompositmaterialet för avlägsnande av TC relativt stor. TC-vattenlösningens pH detekterades vara 6, vilket visade den bästa nedbrytningseffektiviteten. Kompositernas fotokatalytiska prestanda reducerades något i sura lösningar, medan TC-nedbrytningseffektiviteten dämpades mer i neutrala och alkaliska lösningar. Maximala kinetiska data för nedbrytning TC kan också ses i figur 5D vid lösning pH = 6. I alkaliska lösningar med högt pH kommer tetracyklin att vara närvarande i lösningen i form av TC-, som kommer att ha elektrostatisk avstängning med katalysatorn, vilket resulterar i dålig nedbrytning av tetracyklin. I sura lösningar med lågt pH finns tetracyklin huvudsakligen i lösningen som TC +, och H + kommer att konkurrera med TC + i lösningen som ska absorberas av fotokatalysatorn, vilket hämmar TC + -kontakten med fotokatalysatorn, vilket minskar den fotokatalytiska aktiviteten i systemet.

I verkligheten innehåller antibiotikaavloppsvatten ofta också vissa anjoner (Cl-,SO4 2-, NO3-, CO32-, etc.), och dessa vanliga anjoner kan också påverka den fotokatalytiska processen. Som framgår av figur 5E hämmade tillsatsen avSO42- adsorptionen av TC-molekyler på katalysatorytan under den mörka reaktionsfasen. Detta kan bero på attSO42-, som en negativt laddad anjon, konkurrerar med tetracyklinmolekylerna om det aktiva stället på fotokatalysatorytan, vilket resulterar i en minskning av antalet tetracyklinmolekyler som kan genomgå katalytisk oxidation eller bildandet av en högpolär miljö nära fotokatalysatorytan, vilket förhindrar expansion av tetracyklin till fotokatalysatorns aktiva plats37 . När ljusreaktionen utfördes i 30 minuter var TC-nedbrytningshastigheten i systemet utan anjonen 94,5%, medan TC-nedbrytningshastigheten i systemet med Cl-,SO4 2-,NO3- och CO 3 2-anjonen var 79,2%, 77,3%, 85% respektive 80,3%. Kinetiska data för TC-nedbrytning återspeglar också hämningen av TC-nedbrytning genom tillsats av alla anjoner (figur 5F). Tillsatsen av alla anjoner hade en hämmande effekt på den fotokatalytiska nedbrytningen av TC, men TC-nedbrytningshastigheten påverkades inte alltför mycket.

Resultaten av temperaturens effekt på den fotokatalytiska nedbrytningen av TC visas i figur 5G. Nedbrytningshastigheterna var 35,3 %, 70,6 %, 94,5 %, 96,5 % och 98,0 % under 30 minuters fotoreaktion vid 10 °C, 20 °C, 30 °C, 40 °C respektive 50 °C. Nedbrytningshastigheten för tetracyklin ökade gradvis med temperaturökningen. Nedbrytningskinetiska data för TC från figur 5H visar också att temperaturen har stor effekt på nedbrytningseffektiviteten. Tetracyklinmolekyler migrerar snabbare som ett resultat av lösningens stigande temperatur, vilket gör dem lättare att adsorbera när de kommer i kontakt med katalysatorytan. Dessutom, vid högre temperaturer, parar fotogenererade elektronhål mer aktivt, vilket gör att elektroner kan binda till adsorberat syre snabbare och hål för att producera hydroxylradikaler med -OH i vatten snabbare, vilket påskyndar förstörelsen av tetracyklin38.

Figure 1
Figur 1: SEM-bilder. (A,B) Ag3PO4. Den vänstra sidan visar en lågupplöst bild och den högra sidan ger en förstorad bild. c) BrSubPc och d) BrSubPc/Ag3PO4. Alla prover mättes i pulvertillstånd. Klicka här för att se en större version av denna figur.

Figure 2
Figur 2: XRD-, FT-IR- och UV-Vis-spektra för proverna . a) XRD-mönster. För XRD-analys var skanningsområdet 10°-80° och skanningshastigheten 8°/min. Siffrorna placerade vertikalt längst ner anger motsvarande kristallplan. b) FT-IR-spektrum. Alla prover testades i torkat pulver. c) UV-vis-spektra för proverna. Fasta pulver användes för mätning vid ett intervall av 200-800 nm. Klicka här för att se en större version av denna figur.

Figure 3
Figur 3: Fotokatalytisk nedbrytning av TC. a) Fotokatalytisk nedbrytning av TC, den vertikala koordinaten C 0 anger den initiala absorbansen hos TC (0,664) mätt med en UV-vis-spektrofotometer och C anger absorbansen hos TC vid varje provtagningspunkt. (B) De skenbara hastighetskonstanterna k för TC-fotonedbrytning av Ag 3 PO 4 och BrSubPc/Ag3PO4, beräknat från pseudo-första ordningens reaktionsmodell (l-ln (C / C0) = kt). (C) Cykelexperiment med BrSubPc/Ag3PO4 (1:50) för TC fotokatalytisk nedbrytningsreaktion, de senare reaktionerna är alla baserade på de prover som samlats in efter föregående steg. Klicka här för att se en större version av denna figur.

Figure 4
Figur 4: XRD-mönster för BrSubPc/Ag3PO4. XRD-mönster av BrSubPc/Ag3PO4 (1:50) före och efter den fotokatalytiska reaktionen vid ett skanningsområde på 10°-80° och en skanningshastighet på 8°/min. Klicka här för att se en större version av denna figur.

Figure 5
Figur 5: Utforska TC fotokatalytisk nedbrytning under påverkan av olika faktorer . (A) olika katalysatordoser, (C) olika pH, (E) olika anjoner och (G) olika temperaturer. De skenbara hastighetskonstanterna k för TC-fotonedbrytning med användning av (B) olika katalysatordoser, (D) olika pH, (F) olika anjoner och (H) olika temperaturer. Klicka här för att se en större version av denna figur.

Prov Testa element Provelementärt innehåll (mg/L)
Ag3PO4 Ag 1.3
BrSubPc:Ag3PO4 (1:50) Ag 0.1

Tabell 1: ICP-OES-data. Ag koncentrationsdata för grundämnen i reaktionslösningen efter fem testcykler med ICP-OES.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

I detta dokument presenterar vi en komplett metod för att utvärdera katalytisk prestanda hos fotokatalytiska material, inklusive beredning av katalysatorer, undersökning av faktorer som påverkar fotokatalys och prestanda för katalysatoråtervinning. Denna utvärderingsmetod är universell och tillämplig på alla fotokatalytiska materialprestandautvärderingar.

När det gäller materialberedningsmetoder har många system rapporterats för framställning av rombisk dodekaedrisk Ag3PO4 med användning av olika prekursorer21,22. Metoden vi har använt är relativt homogen när det gäller formen på Ag3PO4 syntetiserad, syntesprocessen är enkel, stora mängder kan syntetiseras och det finns färre faktorer som påverkar experimentprocessen. Det bör noteras att ammoniumnitrat, ett råmaterial för syntesen avAg3PO4, är ett oxidationsmedel och utsätts för explosiv sönderdelning genom våldsam påverkan eller värme, så det bör lagras och användas för att undvika våldsam påverkan. I syntesen av kompositerna löstes BrSubPc först i tillräcklig mängd etanollösning för att förstöra de svaga krafterna mellan BrSubPC-molekylerna (vätebindning, π−π interaktion), sedan tillsattes Ag3PO4 i lämplig mängd och etanolen indunstades genom uppvärmning, under vilken BrSubPC-molekylerna återmonterar sig på Ag3PO4-ytan genom intermolekylär vätebindning och π-π interaktion.

Effekten av olika katalysatormängder, lösningens pH, anjoner i lösning och reaktionstemperatur på de framställda materialens fotokatalytiska prestanda undersöktes. Luftflödet, ljuskällans intensitet och ljuskällans avstånd från reaktorn bör kontrolleras när man gör fotokatalytiska reaktioner med olika påverkande faktorer. Vid filtrering av prover med 0,22 μm nylonmembran bör det noteras att inte alla nedbrytningsföroreningar är lämpliga för användning med 0,22 μm nylonmembran eftersom vissa föroreningar i sig blockeras av 0,22 μm nylonmembran, i vilket fall centrifugering bör användas för att separera katalysatorn från reaktionslösningen. Därför bör ett 0,22 μm nylonmembran användas för att filtrera en enkel lösning av föroreningar utan katalysator för att utesluta möjligheten att föroreningarna själva kan blockeras av 0,22 μm nylonmembranet.

En katalysator kan endast anses vara en lovande fotokatalysator om den uppvisar god katalytisk prestanda enligt detta utvärderingssystem och inte om endast en enda påverkande faktor studeras utan att ta hänsyn till miljöfaktorer. För att främja en sund utveckling av området fotokatalytisk miljörening anser vi dessutom att samma utvärderingskriterier bör fastställas för samma förorening, till exempel en enhetlig TC-koncentration på 20 mg/L, en katalysatordos på 1 g/L, en ljusintensitet på 350 mW/cm2, en luftflödeshastighet på 100 ml/min och en temperatur på 30 °C bör användas för TC-nedbrytning. så att den bästa katalysatorn för nedbrytning av samma förorening kan väljas genom att jämföra olika litteraturrapporter.

Fotokatalysatorns fotokatalytiska prestanda är mer omfattande än den som rapporterats i vissa artiklar 39,40,41, särskilt i laboratoriefotokatalytiska experiment för att säkerställa en stabil syrehalt i vattnet och för att ta hänsyn till den termiska effekten. Begränsningen med detta schema är att det inte tar hänsyn till effekten av reaktorns optiska tjocklek och katalysatoroptiska egenskaper på fotokatalytisk prestanda, vilka båda är viktiga vid utförande av uppskalningslaboratorier42,43,44. Detta schema ger en referens för utvärdering av avlägsnande av antibiotikaliknande molekyler från vatten genom fotokatalysatorer i laboratoriet och kompenserar för bristen på enhetliga kriterier för utvärdering av fotokatalytisk vattenreningsförmåga hos fotokatalysatorer i fältet. Detta forskningsprotokoll kan utvidgas till andra fotokatalytiska fält, såsom fotokatalytisk väteproduktion och fotokatalytisk koldioxidreduktion45,46. Det rekommenderas att varje fält bör ha en uppsättning strikta forskningsprotokollkriterier för utvärdering av katalysatorernas katalytiska prestanda, vilket kommer att bidra till att välja de bästa fotokatalysatorerna för tidiga experimentella industriella tillämpningar.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Författarna har inget att avslöja.

Acknowledgments

Detta arbete stöddes av National Natural Science Foundation of China (21606180) och Shaanxis naturvetenskapliga grundforskningsprogram (programnummer 2019JM-589).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
300 W xenon lamp CeauLight CEL-HXF300
AgNO3 Aladdin Reagent (Shanghai) Co., Ltd. 7783-99-5
Air Pump Samson Group Co. ACO-001
BBr3 Bailingwei Technology Co., Ltd. 10294-33-4
Constant temperature circulating water bath Beijing Changliu Scientific Instruments Co. HX-105
Dichloromethane Tianjin Kemiou Chemical Reagent Co., Ltd. 75-09-2
Ethanol Tianjin Fuyu Fine Chemical Co., Ltd. 64-17-5
Fourier-transform infrared Bruker Vector002
Hexane Tianjin Kemiou Chemical Reagent Co., Ltd. 110-54-3
HNO3 Aladdin Reagent (Shanghai) Co., Ltd. 7697-37-2
ICP-OES Aglient 5110
K2HPO4 Aladdin Reagent (Shanghai) Co., Ltd. 16788-57-1
Magnesium Sulfate Tianjin Kemiou Chemical Reagent Co., Ltd. 10034-99-8
Methanol Tianjin Kemiou Chemical Reagent Co., Ltd. 67-56-1
NaOH Aladdin Reagent (Shanghai) Co., Ltd. 1310-73-2
NH4NO3 Sinopharm Group Chemical Reagent Co., Ltd. 6484-52-2
o-dichlorobenzene Tianjin Fuyu Fine Chemical Co., Ltd. 95-50-1
o-dicyanobenzene Sinopharm Group Chemical Reagent Co., Ltd. 91-15-6
Scanning electron microscopy JEOL JSM-6390
Trichloromethane Tianjin Kemiou Chemical Reagent Co., Ltd. 67-66-3
Ultraviolet-visible Spectrophotometer Shimadzu UV-3600
X-ray diffractometer Rigaku D/max-IIIA

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Chen, Q. S., Zhou, H. Q., Wang, G. C., Bi, G. H., Dong, F. Activating earth-abundant insulator BaSO4 for visible-light induced degradation of tetracycline. Applied Catalysis B: Environmental. 307, 121182 (2022).
  2. Liu, C. H., et al. Photo-Fenton degradation of tetracycline over Z-scheme Fe-g-C3N4/Bi2WO6 heterojunctions: Mechanism insight, degradation pathways and DFT calculation. Applied Catalysis B: Environmental. 310, 121326 (2022).
  3. Zhou, L. P., et al. Piezoelectric effect synergistically enhances the performance of Ti32-oxo-cluster/BaTiO3/CuS p-n heterojunction photocatalytic degradation of pollutants. Applied Catalysis B: Environmental. 291, 120019 (2021).
  4. Liu, S. Y., et al. Anchoring Fe3O4 nanoparticles on carbon nanotubes for microwave-induced catalytic degradation of antibiotics. ACS Applied Materials & Interfaces. 10 (35), 29467 (2018).
  5. Xue, J. J., Ma, S. S., Zhou, Y. M., Zhang, Z., He, M. Facile photochemical synthesis of Au/Pt/g-C3N4 with plasmon-enhanced photocatalytic activity for antibiotic degradation. ACS Applied Materials & Interfaces. 7 (18), 9630-9637 (2015).
  6. Chen, Y. X., Yin, R. L., Zeng, L. X., Guo, W. Q., Zhu, M. S. Insight into the effects of hydroxyl groups on the rates and pathways of tetracycline antibiotics degradation in the carbon black activated peroxydisulfate oxidation process. Journal of Hazardous Materials. 412 (15), 12525 (2021).
  7. Dong, C., Ji, J., Shen, B., Xing, M., Zhang, J. Enhancement of H2O2 decomposition by the co-catalytic effect of WS2 on the Fenton reaction for the synchronous reduction of Cr(VI) and remediation of phenol. Environmental Science & Technology. 52 (19), 11297-11308 (2018).
  8. Van Doorslaer, X., Demeestere, K., Heynderickx, P. M., Van Langenhove, H., Dewulf, J. UV-A and UV-C induced photolytic and photocatalytic degradation of aqueous ciprofloxacin and moxifloxacin: Reaction kinetics and role of adsorption. Applied Catalysis B: Environmental. 101 (3-4), 540-547 (2011).
  9. Shi, Y. J., et al. Sorption and biodegradation of tetracycline by nitrifying granules and the toxicity of tetracycline on granules. Journal of Hazardous Materials. 191 (1-3), 103-109 (2011).
  10. Guan, R., et al. Efficient degradation of tetracycline by heterogeneous cobalt oxide/cerium oxide composites mediated with persulfate. Separation and Purification Technology. 212, 223-232 (2019).
  11. Shao, S., Wu, X. Microbial degradation of tetracycline in the aquatic environment: a review. Critical Reviews in Biotechnology. 40 (7), 1010-1018 (2020).
  12. Wang, W., et al. High-performance two-dimensional montmorillonite supported-poly(acrylamide-co-acrylic acid) hydrogel for dye removal. Environmental Pollution. 257, 113574 (2020).
  13. Yang, B., et al. Interactions between the antibiotic tetracycline and humic acid: Examination of the binding sites, and effects of complexation on the oxidation of tetracycline. Water Research. 202, 117379 (2021).
  14. Lian, X. Y., et al. Construction of S-scheme Bi2WO6/g-C3N4 heterostructure nanosheets with enhanced visible-light photocatalytic degradation for ammonium dinitramide. Journal of Hazardous Materials. 412, 125217 (2021).
  15. Li, X., et al. Bimetallic FexMny catalysts derived from metal organic frameworks for efficient photocatalytic removal of quinolones without oxidant. Environmental Science-Nano. 8 (9), 2595-2606 (2021).
  16. Li, X., et al. Fabrication of ultrathin lily-like NiCo2O4 nanosheets via mooring NiCo bimetallic oxide on waste biomass-derived carbon for highly efficient removal of phenolic pollutants. Chemical Engineering Journal. 441, 136066 (2022).
  17. Makoto, E., et al. Charge carrier mapping for Z-scheme photocatalytic water-splitting sheet via categorization of microscopic time-resolved image sequences. Nature Communications. 12, 3716 (2021).
  18. Karim, A. F., Krishnan, S., Shriwastav, A. An overview of heterogeneous photocatalysis for the degradation of organic compounds: A special emphasis on photocorrosion and reusability. Journal of the Indian Chemical Society. 99 (6), 100480 (2022).
  19. Abdurahman, M. H., Abdullah, A. Z., Shoparwe, N. F. A comprehensive review on sonocatalytic, photocatalytic, and sonophotocatalytic processes for the degradation of antibiotics in water: Synergistic mechanism and degradation pathway. Chemical Engineering Journal. 413, 127412 (2021).
  20. Gao, Y., Wang, Q., Ji, Z. G., Li, A. M. Degradation of antibiotic pollutants by persulfate activated with various carbon materials. Chemical Engineering Journal. 429, 132387 (2022).
  21. Bi, Y. P., Ouyang, S. X., Umezawa, N., Cao, J. Y., Ye, J. H. Facet effect of single-crystalline Ag3PO4 sub-microcrystals on photocatalytic properties. Journal of the American Chemical Society. 133 (17), 6490-6492 (2011).
  22. Hasija, V., et al. A strategy to develop efficient Ag3PO4-based photocatalytic materials toward water splitting: Perspectives and challenges. ChemCatChem. 13 (13), 2965-2987 (2021).
  23. Zhou, L., et al. New insights into the efficient charge transfer of the modified-TiO2/Ag3PO4 composite for enhanced photocatalytic destruction of algal cells under visible light. Applied Catalysis B: Environmental. 302, 120868 (2022).
  24. He, G. W., et al. Facile controlled synthesis of Ag3PO4 with various morphologies for enhanced photocatalytic oxygen evolution from water splitting. RSC Advances. 9 (32), 18222-18231 (2019).
  25. Lee, Y. J., et al. Photocatalytic degradation of neonicotinoid insecticides using sulfate-doped Ag3PO4 with enhanced visible light activity. Chemical Engineering Journal. 402, 12618 (2020).
  26. Shi, W. L., et al. Three-dimensional Z-Scheme Ag3PO4/Co3(PO4)2@Ag heterojunction for improved visible-light photocatalytic degradation activity of tetracycline. Journal of Alloys and Compounds. 818, 152883 (2020).
  27. Shi, W. L., et al. Fabrication of ternary Ag3PO4/Co3(PO4)2/g-C3N4 heterostructure with following Type II and Z-Scheme dual pathways for enhanced visible-light photocatalytic activity. Journal of Hazardous Materials. 389, 12190 (2020).
  28. Wang, B., et al. A supramolecular H12SubPcB-OPhCOPh/TiO2 Z-scheme hybrid assembled via dimeric concave-ligand π-interaction for visible photocatalytic oxidation of tetracycline. Applied Catalysis B: Environmental. 298, 120550 (2021).
  29. Wang, B., et al. Novel axial substituted subphthalocyanine and its TiO2 photocatalyst for degradation of organic water pollutant under visible light. Optical Materials. 109, 110202 (2020).
  30. Wang, B., et al. Novel axial substituted subphthalocyanines and their TiO2 nanosupermolecular arrayss: Synthesis, structure, theoretical calculation and their photocatalytic properties. Materials Today Communication. 25, 101264 (2020).
  31. Li, Z., et al. Synthesis, characterization and optoelectronic property of axial-substituted subphthalocyanines. ChemistryOpen. 9 (10), 1001-1007 (2020).
  32. Li, Z., et al. Construction of novel trimeric π-interaction subphthalocyanine-sensitized titanium dioxide for highly efficient photocatalytic degradation of organic pollutants. Journal of Alloys and Compounds. 855, 157458 (2021).
  33. Wang, Y. F., et al. Efficient TiO2/SubPc photocatalyst for degradation of organic dyes under visible light. New Journal of Chemistry. 48, 21192-21200 (2020).
  34. Yang, L., et al. Novel axial substituted subphthalocyanine sensitized titanium dioxide H12SubPcB-OPh2OH/TiO2 photocatalyst: Synthesis, density functional theory calculation, and photocatalytic properties. Applied Organometallic Chemistry. 35 (8), 6270 (2021).
  35. Li, Z., et al. Fabrication of SubPc-Br/Ag3PO4 supermolecular arrayss with high-efficiency and stable photocatalytic performance. Journal of Photochemistry and Photobiology, A. Chemistry. 405, 112929 (2021).
  36. Zhang, B. B., et al. SubPc-Br/NiMoO4 supermolecular arrays as a high-performance supercapacitor electrode materials. Journal of Applied Electrochemistry. 50, 1007-1018 (2020).
  37. Yuan, X. X., et al. Preparation, characterization and photodegradation mechanism of 0D/2D Cu2O/BiOCl S-scheme heterojunction for efficient photodegradation of tetracycline. Separation and Purification Technology. 291, 120965 (2022).
  38. Dai, T. T., et al. Performance and mechanism of photocatalytic degradation of tetracycline by Z-scheme heterojunction of CdS@LDHs. Applied Clay Science. 212, 106210 (2021).
  39. Zhou, L. P., et al. Piezoelectric effect synergistically enhances the performance of Ti32-oxo-cluster/BaTiO3/CuS p-n heterojunction photocatalytic degradation of pollutants. Applied Catalysis B: Environmental. 291, 120019 (2021).
  40. Xue, J. J., Ma, S. S., Zhou, Y. M., Zhang, Z. W., He, M. Facile photochemical synthesis of Au/Pt/g-C3N4 with plasmon-enhanced photocatalytic activity for antibiotic degradation. ACS Applied Materials Interfaces. 7, 9630-9637 (2015).
  41. Ding, R., et al. Light-excited photoelectrons coupled with bio-photocatalysis enhanced the degradation efficiency of oxytetracycline. Water Research. 143, 589-598 (2018).
  42. Acosta-Herazoa, R., Ángel Mueses, M., Li Puma, G., Machuca-Martínez, F. Impact of photocatalyst optical properties on the efficiency of solar photocatalytic reactors rationalized by the concepts of initial rate of photon absorption (IRPA) dimensionless boundary layer of photon absorption and apparent optical thickness. Chemical Engineering Journal. 356, 839-884 (2019).
  43. Grčić, I., Li Puma, G. Six-flux absorption-scattering models for photocatalysis under wide-spectrum irradiation sources in annular and flat reactors using catalysts with different optical properties. Applied Catalysis B: Environmental. 211, 222-234 (2017).
  44. Diaz-Anguloa, J., et al. Enhancement of the oxidative removal of diclofenac and of the TiO2 rate of photon absorption in dye-sensitized solar pilot scale CPC photocatalytic reactors. Chemical Engineering Journal. 381, 12252 (2020).
  45. Meng, S. G., et al. Efficient photocatalytic H2 evolution, CO2 reduction and N2 fixation coupled with organic synthesis by cocatalyst and vacancies engineering. Applied Catalysis B: Environmental. 285, 119789 (2021).
  46. Yang, M., et al. Graphene aerogel-based NiAl-LDH/g-C3N4 with ultratight sheet-sheet heterojunction for excellent visible-light photocatalytic activity of CO2 reduction. Applied Catalysis B: Environmental. 306, 121065 (2022).

Tags

Miljövetenskap nr 188 Fotokatalys vattenrening antibiotika Ag3PO4 experimentella metoder
En komplett metod för utvärdering av fotokatalysatorers prestanda för nedbrytning av antibiotika vid miljösanering
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Wang, B., Zhang, X., Li, L., Ji, M., … More

Wang, B., Zhang, X., Li, L., Ji, M., Zheng, Z., Shi, C., Li, Z., Hao, H. A Complete Method for Evaluating the Performance of Photocatalysts for the Degradation of Antibiotics in Environmental Remediation. J. Vis. Exp. (188), e64478, doi:10.3791/64478 (2022).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter