Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.

Artykuł metodologiczny

Kompletna metoda oceny wydajności fotokatalizatorów w degradacji antybiotyków w remediacji środowiska

2.7K wyświetleń

⸱

DOI:

10.3791/64478

⸱

6 października 2022

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1School of Chemical Engineering, Northwest University

W tym artykule

Podsumowanie

Prezentowany tutaj jest protokół do zbadania uniwersalnego zestawu procedur eksperymentalnych do kompleksowej oceny laboratoryjnej fotokatalizatorów w dziedzinie oczyszczania środowiska, na przykładzie fotokatalitycznego usuwania antybiotykowych cząsteczek zanieczyszczeń organicznych z wody za pomocą uczulonych ftalocyjaniną kompozytów fosforanu srebra.

Streszczenie

Różne antybiotyki, takie jak tetracyklina, aureomycyna, amoksycylina i lewofloksacyna, znajdują się w dużych ilościach w wodach gruntowych i glebach, potencjalnie prowadząc do rozwoju opornych i wielolekoopornych bakterii, stanowiących zagrożenie dla ludzi, zwierząt i systemów środowiskowych. Technologia fotokatalityczna cieszy się dużym zainteresowaniem ze względu na szybkie i stabilne leczenie oraz bezpośrednie wykorzystanie energii słonecznej. Jednak większość badań oceniających wydajność katalizatorów półprzewodnikowych w fotokatalitycznej degradacji zanieczyszczeń organicznych w wodzie jest obecnie niekompletna. W tym artykule zaprojektowano kompletny protokół eksperymentalny w celu kompleksowej oceny wydajności fotokatalitycznej katalizatorów półprzewodnikowych. W tym przypadku rombowy dwunastościenny fosforan srebra otrzymano prostą metodą syntezy fazy rozpuszczalnikowej w temperaturze pokojowej i ciśnieniu atmosferycznym. Materiały heterozłączowe BrSubftalocyjanina/Ag3PO4 otrzymano metodą solwotermiczną. Wydajność katalityczną przygotowanych materiałów do degradacji tetracykliny oceniono, badając różne czynniki wpływające, takie jak dawka katalizatora, temperatura, pH i aniony pod ciśnieniem atmosferycznym przy użyciu lampy ksenonowej o mocy 300 W jako symulowanego źródła światła słonecznego i natężeniu światła 350 mW/cm2. W porównaniu z pierwszym cyklem, skonstruowany BrSubftalocyjanina/Ag3PO4 utrzymał 82,0% pierwotnej aktywności fotokatalitycznej po pięciu cyklach fotokatalitycznych, podczas gdy nieskazitelny Ag3PO4 utrzymał tylko 28,6%. Stabilność próbek fosforanu srebra została następnie przetestowana w pięciocyklowym eksperymencie. W artykule przedstawiono kompletny proces oceny wydajności katalitycznej katalizatorów półprzewodnikowych w laboratorium w celu opracowania katalizatorów półprzewodnikowych o potencjale zastosowań praktycznych.

Wprowadzenie

Tetracykliny (TCs) są powszechnie stosowanymi antybiotykami, które zapewniają skuteczną ochronę przed infekcjami bakteryjnymi i są szeroko stosowane w hodowli zwierząt, akwakulturze i zapobieganiu chorobom1,2. Są one szeroko rozpowszechnione w wodzie ze względu na ich nadmierne zużycie i niewłaściwe stosowanie w ostatnich dziesięcioleciach, a także odprowadzanie ścieków przemysłowych3. Spowodowało to poważne zanieczyszczenie środowiska i poważne zagrożenie dla zdrowia ludzkiego; na przykład nadmierna obecność TC w środowisku wodnym może negatywnie wpływać na rozmieszczenie zbiorowisk drobnoustrojów i oporność bakterii, prowadząc do zachwiania równowagi ekologicznej, głównie ze względu na wysoce hydrofilowy i bioakumulację antybiotyków, a także pewien poziom bioaktywności i stabilności4,5,6. Ze względu na hiperstabilność TC w środowisku, trudno jest go rozłożyć w sposób naturalny; W związku z tym opracowano wiele metod, w tym zabiegi biologiczne, fizykochemiczne i chemiczne7,8,9. Zabiegi biologiczne są bardzo skuteczne i tanie10,11. Ponieważ jednak są toksyczne dla mikroorganizmów, nie rozkładają skutecznie i nie mineralizują cząsteczek antybiotyków w wodzie12. Chociaż metody fizykochemiczne mogą usunąć antybiotyki ze ścieków bezpośrednio i szybko, ta metoda tylko przekształca cząsteczki antybiotyku z fazy ciekłej w fazę stałą, nie powoduje ich całkowitej degradacji i jest zbyt kosztowna13.

W przeciwieństwie do konwencjonalnych metod, fotokataliza półprzewodnikowa była szeroko stosowana do degradacji zanieczyszczeń w ostatnich dziesięcioleciach ze względu na jej efektywne właściwości degradacji katalitycznej14. Na przykład, niezawierający metali szlachetnych magnetyczny katalizator FexMny firmy Li et al. osiągnął skuteczne utlenianie fotokatalityczne różnych cząsteczek antybiotyków w wodzie bez użycia jakiegokolwiek utleniacza15. Yan i in. poinformowali o syntezie in situ liliopodobnych nanoarkuszy NiCo2O4 na węglu pochodzącym z biomasy odpadowej w celu osiągnięcia skutecznego fotokatalitycznego usuwania zanieczyszczeń fenolowych z wody16. Technologia opiera się na półprzewodnikowym katalizatorze wzbudzonym światłem w celu wygenerowania fotogenerowanych elektronów (e-) i (h+)17. Fotogenerowane e i h+ zostaną przekształcone w aniorodniki ponadtlenkowe (O2-) lub rodniki hydroksylowe (OH-) w reakcji z zaabsorbowanymiO2 iH2O, a te oksydacyjnie aktywne formy utleniają i rozkładają cząsteczki zanieczyszczeń organicznych w wodzie na CO2 i H2O i inne mniejsze cząsteczki organiczne 18,19,20. Nie ma jednak ujednoliconego standardu terenowego do oceny wydajności fotokatalizatora. Ocena wydajności fotokatalitycznej materiału powinna być badana pod kątem procesu przygotowania katalizatora, warunków środowiskowych dla optymalnej wydajności katalitycznej, wydajności recyklingu katalizatora itp. Ag3PO4, ze swoją wybitną zdolnością fotokatalityczną, wywołał poważne obawy w zakresie remediacji środowiska. Ten nowy fotokatalizator osiąga sprawność kwantową do 90% przy długościach fal większych niż 420 nm, czyli znacznie wyższą niż wcześniej podawane wartości21. Jednak silna fotokorozja i niezadowalająca szybkość separacji elektron-Ag3PO4 ograniczają jego szerokie zastosowanie22. W związku z tym podjęto różne próby przezwyciężenia tych wad, takie jak optymalizacja kształtu23, dopingowanie jonowe24 oraz Heterostructure building25,26,27. W tym artykule Ag3PO4 został zmodyfikowany przy użyciu kontroli morfologii oraz inżynierii heterozłączy. Najpierw rombowe dwunastościenne kryształy Ag3PO4 o wysokiej energii powierzchniowej otrzymano w drodze syntezy fazy rozpuszczalnikowej w temperaturze pokojowej pod ciśnieniem otoczenia. Następnie, organiczna supramolekularna BrSubftalocyjanina (BrSubPc), która może działać zarówno jako akceptor elektronów, jak i donor elektronów, została samoorganizująca się na powierzchni fosforanu srebra metodą solwotermiczną28,29,30,31,32,33,34,35. Wydajność fotokatalityczna przygotowanych materiałów została oceniona poprzez zbadanie wpływu różnych czynników środowiskowych na wydajność fotokatalityczną przygotowanych próbek w celu degradacji śladowych ilości tetracykliny w wodzie. Niniejszy artykuł stanowi odniesienie do systematycznej oceny wydajności fotokatalitycznej materiałów, co ma znaczenie dla przyszłego rozwoju materiałów fotokatalitycznych do praktycznych zastosowań w remediacji środowiska.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Protokół

1. Przygotowanie BrSubPc

UWAGA: Próbka BrSubPc została przygotowana zgodnie z wcześniej opublikowaną pracą36. Reakcję przeprowadzono w systemie linii próżniowej z probówkami dwurzędowymi, a proces reakcji był ściśle kontrolowany w warunkach bezwodnych i beztlenowych.

  1. Obróbka wstępna surowców
    1. Odważyć 2 g o-dicyjanobenzenu, suszyć go w piecu próżniowym przez 24 h, wyjąć, a następnie starannie rozetrzeć w moździerzu agatowym.
    2. Ponownie umieścić w piecu próżniowym na 1 tydzień, następnie wyjąć i umieścić w deskrykantorze.
    3. Odmierzyć 50 mL o-dichlorobenzenu, dodać 1 g bezwodnego siarczanu magnezu i mieszać mieszaninę w temperaturze pokojowej (RT) przez 24 h przy średniej prędkości.
  2. Następnie przefiltrować roztwór pod obniżonym ciśnieniem (-0,1-0,09 MPa), zebrać filtrat i odstawić go.
  3. Wprowadzić poddanym obróbce wstępnej o-dicyjanobenzen (10 mmol, 1,28 g) do kolby Schlenka o pojemności 100 mL, odessać powietrze z układu za pomocą dwudrzwiowej linii próżniowej i napełnić układ azotem. Następnie, wstrzyknąć 50 mL poddanego obróbce wstępnej o-dichlorobenzenu przy mieszaniu magnetycznym z prędkością 1 000 rpm przez 1 h, aby równomiernie rozproszyć o-dicyjanobenzen.
  4. Umieścić kolbę Schlenka w kąpieli lodowo-wodnej, następnie dodać 1,3 mL bromku boru (BBr3) przy mieszaniu magnetycznym z prędkością 1 000 rpm przez 120 min i obserwować zmianę koloru układu reakcyjnego na ciemnobrązowy.
  5. Następnie szybko przenieść do kąpieli olejowej, podnieść temperaturę do 120 °C i prowadzić ref luks przez 10 h, obserwując zmianę koloru układu reakcyjnego z ciemnobrązowego na jaskrawofioletowy.
  6. Przerwać ogrzewanie i schłodzić do RT. Przefiltrować roztwór pod obniżonym ciśnieniem (-0,1-0,09 MPa) i zebrać osad z filtra; fioletowa substancja stała na filtrze jest produktem surowym.
  7. Umieścić otrzymany surowy produkt BrSubPc w piecu próżniowym na 20 h. Wyjąć i drobno rozetrzeć produkt. Następnie ekstrahować 200 mL roztworem metanolu w ekstraktorze Soxhleta, aż roztwór stanie się bezbarwny.

2. Przygotowanie rombo-dodekaedrycznego Ag3PO4

UWAGA: Romboidalne dodekaedry Ag3PO4 zostały przygotowane zgodnie z wcześniej opisaną literaturą35.

  1. Przygotowanie roztworu reakcyjnego
    1. W celu przygotowania roztworu NH4NO3 (0,05 M), zwanego Roztworem 1, rozpuścić 6 g azotanu amonu (NH4NO3, 99%) w 200 mL wody dejonizowanej i poddać działaniu fal ultradźwiękowych o częstotliwości 40 Khz i mocy 300 W przez 5 min w jednym cyklu do całkowitego rozpuszczenia. Następnie przelać roztwór do kolby miarowej o pojemności 500 mL w celu uzupełnienia objętości.
    2. W celu przygotowania roztworu NaOH (0,2 M), zwanego Roztworem 2, rozpuścić 4 g wodorotlenku sodu (NaOH, 99%) w 200 mL wody dejonizowanej w zlewce szklanej i sonikować przez 5 min przy częstotliwości 40 Khz i mocy 300 W w jednym cyklu do pełnego rozpuszczenia. Następnie przelać roztwór do kolby miarowej o pojemności 500 mL w celu uzupełnienia objętości.
    3. W celu przygotowania roztworu AgNO3 (0,05 M), zwanego Roztworem 3, rozpuścić 4,25 g azotanu srebra (AgNO3, 99,8%) w 200 mL wody dejonizowanej w zlewce szklanej i sonikować przez 5 min przy częstotliwości 40 Khz i mocy 300 W w jednym cyklu do pełnego rozpuszczenia. Następnie przelać roztwór do kolby miarowej o pojemności 500 mL w celu uzupełnienia objętości.
    4. W celu przygotowania roztworu K2HPO4 (0,1 M), zwanego Roztworem 4, rozpuścić 11,41 g wodorofosforanu potasu (K2HPO4, 99,5%) w 400 mL wody dejonizowanej w zlewce szklanej i sonikować przez 5 min do pełnego rozpuszczenia. Następnie przelać roztwór do kolby miarowej o pojemności 500 mL w celu uzupełnienia objętości.
  2. Do zlewki wlać 2526 mL wody dejonizowanej, a następnie dodawać sekwencyjnie 180 mL roztworu NH4NO3 (0,4 M), 54 mL roztworu NaOH (0,2 M) oraz 120 mL roztworu AgNO3 (0,05 M).
  3. Mieszać roztwór intensywnie przez 10 min w celu przygotowania kompleksu [Ag(NH3)2]+. Na koniec dodać 120 mL roztworu K2HPO4 (0,1 M) do kompleksu i mieszać przez 5 min. Po zmianie koloru roztworu z bezbarwnego na jasnożółty otrzymany osad stanowi rhombic dodecahedral Ag3PO4.
  4. Oddzielić otrzymany osad poprzez wirowanie przy 7155,5 x g przez 10 min w temperaturze pokojowej, a następnie przecentrygować go trzykrotnie z 50 mL wody dejonizowanej w tych samych warunkach. Przechowywać rhombic decahedral Ag3PO4 w temperaturze pokojowej, w suchym środowisku, osłoniętym od światła.

3. Przygotowanie BrSubPc/Ag 3PO4

UWAGA: Przygotowano cztery różne proporcje kompozytu BrSubPc do Ag3PO4 zgodnie z stosunkami masowymi 1:25, 1:50, 1:75 oraz 1:100.

  1. Rozpuścić 5,77 mg BrSubPc w 50 mL etanolu w zlewce szklanej. BrSubPc rozpuścić całkowicie poprzez sonikację przy częstotliwości 40 Khz i mocy 300 W w jednym cyklu przez 30 min w RT.
  2. Następnie dodać 144,25 mg Ag3PO4 do powyższego roztworu i poddać sonikacji przy częstotliwości 40 kHz i mocy 300 W w jednym cyklu przez 30 min w RT.
  3. Mieszać powyższy roztwór w kąpieli wodnej o temperaturze 80 °C, aby umożliwić całkowite odparowanie etanolu.
  4. Suszyć otrzymany brązowo-żółty proszek przez noc w piecu w temperaturze 60 °C. Przygotowaną próbkę nazwano BrSubPc/Ag3PO4 (1:25).
  5. W przypadku próbek o innych stosunkach kompozytowych (1:50, 1:75 i 1:100) zastosować tę samą procedurę przygotowania (kroki 3.1-3.4), co dla BrSubPc/Ag3PO4 (1:25), zmieniając ilość BrSubPc na 2,94 mg, 1,97 mg i 1,49 mg oraz odpowiadającą im ilość Ag3PO4 na odpowiednio 147,0 mg, 147,75 mg i 149,0 mg.

4. Charakterystyka próbek

  1. Przeprowadzić analizę dyfrakcyjną materiałów proszkowych przy użyciu monochromatycznego źródła promieniowania Cu-Kα, λ = 0.15418 nm, pracującego przy napięciu 30 kV i natężeniu 15 mA.
  2. Wykorzystać spektroskopię w podczerwieni z transformacją Fouriera (FT-IR) do charakterystyki cech strukturalnych otrzymanych materiałów; zakres długości fal pomiarowych wynosi 500-4000 cm-1.
  3. Zmierzyć właściwości absorpcyjne otrzymanych materiałów za pomocą spektroskopii absorpcyjnej UV-vis (ultrafiolet-widzialnej) w fazie stałej w zakresie 200-800 nm.
  4. Wyznaczyć wielkość cząstek, mikrostrukturę oraz morfologię przygotowanych próbek za pomocą skaningowej mikroskopii elektronowej przy napięciu przyspieszającym 5.00 KV, detektorze InLens, powiększeniu 500-13000 i odległości roboczej 7.4-7.7 mm.
  5. Pobrać 5 mL roztworu reakcyjnego po 5 cyklach i dopełnić objętość do 10 mL za pomocą stężonego HNO3. Przeanalizować roztwór reakcyjny za pomocą spektrometru emisji optycznej z indukcyjnie sprzężonym plazmą (ICP-OES) przy szybkości pompy 100 r/min, przepływie nebulizatora 28.0 psi, przepływie gazu pomocniczego 0.5 mL/min i czasie płukania próbki 20 s.

5. Test aktywności fotokatalitycznej

UWAGA: Źródłem światła jest lampa ksenonowa o mocy 300 W, a filtr 400 nm jest stosowany w celu usunięcia promieniowania ultrafioletowego ze źródła światła. Lampa ksenonowa została zamontowana 15 cm nad roztworem, a natężenie światła określono na 350 mW/cm2.

  1. W celu przygotowania roztworu testowego 10 mg tetracykliny (TC) rozpuszczono w 500 mL wody destylowanej, aby uzyskać roztwór o stężeniu 20 ppm.
  2. Następnie 50 mL testowego roztworu TC przeniesiono do szklanego reaktora fotokatalitycznego. Roztwór dokładnie wymieszano za pomocą mieszadła magnetycznego przy 1000 rpm, utrzymując temperaturę 25 °C. Następnie włączono pompę powietrzną i doprowadzono powietrze do roztworu z prędkością 100 mL/min w celu utrzymania nasycenia powietrzem.
  3. Do roztworu testowego dodano 50 mg przygotowanego fotokatalizatora, aby osiągnąć stężenie 1 g/L.
  4. Pierwszą próbkę (3 mL) pobrano natychmiast za pomocą szklanej strzykawki. Po mieszaniu przez 30 min w ciemności pobrano drugą próbkę i włączono źródło światła.
  5. Po naświetlaniu przez 5 min, 10 min, 15 min, 20 min i 30 min pobierano próbki cieczy (3 mL). Wszystkie pobrane próbki przefiltrowano przez membranę nylonową o rozmiarze oczek 0,22 µm w celu usunięcia cząstek stałych przed analizą. Przefiltrowane próbki przechowywano w probówkach wirówkowych o pojemności 5 mL, osłonięte od światła, do czasu przeprowadzenia analizy.
  6. Stężenie TC zmierzono za pomocą spektrofotometru UV-Vis przy 356 nm. Efekt fotokatalityczny oceniono na podstawie stopnia degradacji; szczegółowy wzór obliczeniowy stopnia degradacji przedstawia poniższe równanie (Równ. (1)).
    Wzór obliczania stopnia degradacji, \( \frac{A_0-A}{A_0} \times 100\% \), równanie matematyczne.   (1)
    Gdzie A0 to absorbancja próbki przed naświetlaniem, a A to absorbancja próbki w czasie naświetlania t min.
  7. Te same procedury eksperymentalne zastosowano dla różnych dawek katalizatora, przyjmując początkowe ilości katalizatora wynoszące 30 mg, 40 mg, 50 mg, 60 mg i 70 mg.
  8. W eksperymentach przy różnych wartościach pH dostrojono pH roztworu tetracykliny (50 mL, 20 mg/L) w zakresie od 2,0 do 9,0 za pomocą roztworów 0,01 mol/L HCl i NaOH. Jako katalizator zastosowano BrSubPc/Ag3PO4 w dawce 50 mg. W pozostałych procedurach eksperymentów fotokatalitycznych zastosowano kroki opisane wcześniej w punktach 5.2-5.6.
  9. Wpływ temperatury reakcji na fotodegradację tetracykliny zbadano, stosując BrSubPc/Ag3PO4 jako katalizator w dawce 50 mg przy pH roztworu = 6; zakres temperatur wynosił 10-50 °C. Pozostałe procedury eksperymentalne były zgodne z wcześniej opisanymi krokami 5.2-5.6.
  10. Wpływ różnych anionów na wydajność fotokatalityczną katalizatorów zbadano poprzez dodanie odpowiednio 5 mmol/L Na2SO4, 5 mmol/L Na2CO3, 5 mmol/L NaCl i 5 mmol/L NaNO3 do 50 mL roztworu tetracykliny. Jako katalizator zastosowano BrSubPc/Ag3PO4 w dawce 50 mg przy pH roztworu = 7. Pozostałe procedury eksperymentalne były zgodne z wcześniej opisanymi krokami 5.2-5.6.
  11. Po każdym cyklu reakcji fotodegradacji roztwór poddano wirowaniu przy 7155,5 x g przez 10 min w temperaturze pokojowej, a następnie trzykrotnie przepłukano go 10 mL wody dejonizowanej w tych samych warunkach (3 x 10 mL). Produkt stały suszono w temperaturze 120 °C przez 1 h. Przeprowadzono pięć kolejnych eksperymentów fotodegradacji z wykorzystaniem fotokatalizatorów odzyskanych po każdym etapie, bez zmiany całkowitego stężenia katalizatora, aby ocenić stabilność fotokatalizatora BrSubPc/Ag3PO4 .

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Wyniki

Rombowy dodekaedr Ag3PO4 zostały pomyślnie zsyntetyzowane przy użyciu tej metody syntezy w fazie rozpuszczalnika. Potwierdzają to obrazy SEM przedstawione na Rysunek 1A,BWedług analizy SEM ustalono, że średnica struktur w kształcie dwunastościanu rombowego wynosi od 2-3 µmNieskażone mikrokryształy BrSubPc wykazują dużą, nieregularną strukturę płatkowatą (Rycina 1C). W próbce kompozytowej dwutlenek tytanu zachował pierwotną ...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Dyskusja

W niniejszym artykule przedstawiono kompletną metodologię oceny wydajności katalitycznej materiałów fotokatalitycznych, w tym przygotowanie katalizatorów, badanie czynników wpływających na fotokatalizę oraz wydajność recyklingu katalizatorów. Ta metoda oceny jest uniwersalna i ma zastosowanie do wszystkich ocen wydajności materiałów fotokatalitycznych.

Jeśli chodzi o metody przygotowania materiału, opisano wiele schematów otrzymywania rombowego dwunastościennego Ag3PO4 pr...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Oświadczenia

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Podziękowania

Ta praca była wspierana przez Narodową Fundację Nauk Przyrodniczych Chin (21606180), oraz Program Badań Podstawowych Nauk Przyrodniczych Shaanxi (Program nr 2019JM-589).

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
Lampa ksenonowa o mocy 300 WCeauLightCEL-HXF300
AgNO3Aladdin Reagent (Shanghai) Co., Ltd.7783-99-5
Pompa powietrzaSamson Group Co.ACO-001
BBr3Bailingwei Technology Co., Ltd.10294-33-4
Kąpiel z cyrkulacją wody o stałej temperaturzeBeijing Changliu Scientific Instruments Co.HX-105
DichlorometanTianjin Kemiou Odczynnik chemiczny Co., Ltd.75-09-2
EtanolTianjin Fuyu Fine Chemical Co., Ltd.64-17-5
Transformacja Fouriera w podczerwieniBrukerVector002
HeksanTianjin Kemiou Odczynnik chemiczny Co., Ltd.110-54-3
HNO3Aladdin Reagent (Shanghai) Co., Ltd.7697-37-2
ICP-OESAglient5110
K2HPO4Aladdin Reagent (Shanghai) Co., Ltd.16788-57-1
Siarczan magnezuTianjin Kemiou Chemical Reagent Co., Ltd.10034-99-8
MetanolTianjin Kemiou Odczynnik chemiczny Co., Ltd.67-56-1
Odczynnik NaOHAladdin (Shanghai) Co., Ltd.1310-73-2
NH4NO3Sinopharm Group Chemical Reagent Co., Ltd.6484-52-2
o-dichlorobenzenTianjin Fuyu Fine Chemical Co., Ltd.95-50-1
o-dicyanobenzenSinopharm Group Chemical Reagent Co., Ltd.91-15-6
Skaningowa mikroskopia elektronowaJEOLJSM-6390
TrichlorometanTianjin Kemiou Chemical Reagent Co., Ltd.67-66-3
Spektrofotometr ultrafioletowy w świetle widzialnymShimadzuUV-3600
Dyfraktometr rentgenowskiRigakuD/max-IIIA

Bibliografia

  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).

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Przedruki i uprawnienia

Tagi

Fotokatalityczna degradacjausuwanie antybiotykówkatalizatory półprzewodnikowefosforan srebradegradacja tetracyklinyocena fotokatalizatoraspektrofotometria UV-Vismateriały heterozłączoweparametry reakcji
Kompletna metoda oceny wydajności fotokatalizatorów w degradacji antybiotyków w remediacji środowiska
Skontaktuj się z nami
Poleć bibliotece

Prywatność

Warunki korzystania z usługi

Zasady

Prawa autorskie © 2026 MyJoVE Corporation. Wszelkie prawa zastrzeżone.