Um método completo para avaliar o desempenho de fotocatalisadores na degradação de antibióticos na remediação ambiental

Este trabalho fornece um processo completo para avaliar o desempenho catalítico de catalisadores semicondutores em laboratório para o desenvolvimento de catalisadores semicondutores com potencial para aplicações práticas. A vantagem desta técnica é que o desempenho fotocatalítico de catalisadores semicondutores pode ser avaliado em laboratório de forma mais abrangente. Demonstrando o procedimento será Bing Wang, um estudante de doutorado do laboratório de Zhuo Li.And XuXia Zhang, LeCheng Li, MengTing Ji, Zheng Zheng, ChuanHui Shi, estudantes de mestrado do laboratório de Zhuo Li.To começar, preparar a solução de reação dissolvendo seis gramas de nitrato de amônio em 200 mililitros de água deionizada e tratar com ondas ultra-sônicas a 40 quilohertz de frequência, Potência de 300 watts por cinco minutos em um ciclo para dissolvê-lo completamente e, em seguida, colocá-lo em um balão volumétrico de 500 mililitros para fixar o volume.

Adicione 2.526 mililitros de água deionizada a um copo e, em seguida, adicione 180 mililitros de solução de nitrato de amônio, 54 mililitros de solução de hidróxido de sódio e 120 mililitros de soluções de nitrato de prata sequencialmente ao copo. Mexa a solução vigorosamente por 10 minutos para preparar o complexo de diammina prata um. Finalmente, adicione 120 mililitros de solução de hidrogenofosfato de potássio ao complexo e mexa por cinco minutos.

Após a mudança da cor da solução de incolor para amarelo claro, o precipitado obtido é dodecaédrico rombo fosfato de prata. Separe o precipitado resultante por centrifugação a 7, 155 pontos 5G por 10 minutos à temperatura ambiente. Em seguida, centrifugar três vezes com 50 mililitros de água deionizada nas mesmas condições.

Armazenar o fosfato de prata rombo dodecaédrico à temperatura ambiente em um ambiente seco longe da luz. Dissolvido 5,77 miligramas de bromo subftalocianina em 50 mililitros de etanol em um copo de vidro e dissolver completamente por sonicação a 40 quilohertz de frequência 300 watt de potência em um ciclo por 30 minutos à temperatura ambiente. Em seguida, adicione 144,25 miligramas de fosfato de prata à solução acima e sonicate a 40 kilohertz de frequência, 300 watts de potência em um ciclo por 30 minutos à temperatura ambiente.

Agite a solução acima em banho-maria a 80 graus Celsius para permitir a evaporação completa do etanol. Secar o pó amarelo acastanhado resultante durante a noite em um forno a 60 graus Celsius e nomear a amostra preparada como fosfato de prata de subftalocianina de bromo Para a solução de teste, 10 miligramas de tetraciclina foram dissolvidos em 500 mililitros de água destilada para obter uma solução de 20 PPM. Em seguida, transfira 50 mililitros da solução de tetraciclina de teste para um reator fotocatalítico de vidro.

Agite bem a solução com uma agitação magnética a 1000 rpm e mantenha a temperatura a 25 graus Celsius. Em seguida, ligue o interruptor da bomba de ar e adicione o ar à solução a uma taxa de 100 mililitros por minuto para obter a saturação do ar. Adicionar 50 miligramas do fotocatalisador preparado à solução de ensaio para atingir uma concentração de um grama por litro.

Tome a primeira amostra imediatamente usando uma seringa de vidro. Depois de mexer por 30 minutos no escuro, pegue a segunda amostra e ligue a fonte de luz Após uma radiação por diferentes intervalos de tempo, filtre todas as amostras extraídas através de uma membrana de nylon de 0,22 micrômetro para remover partículas sólidas antes da análise. Armazenar as amostras filtradas longe da luz em tubos de centrífuga de cinco mililitros até a análise.

Medir a concentração de tetraciclina com um espectrofotômetro UV visível a 356 nanômetros e avaliar o efeito fotocatalítico pela taxa de degradação descrita no manuscrito. A análise por MEV mostra que o diâmetro médio da estrutura romba dodecaédrica foi encontrado entre dois e três micrômetros, enquanto os microcristais de subftalocianina de bromo apresentam uma grande estrutura irregular de flocos. A atividade fotocatalítica do fosfato de prata mostrou apenas 72,86%, enquanto a subftalocianina fosfato de prata de bromo demonstrou 94,54% de degradação da tetraciclina após 30 minutos de luz visível à radiação.

A taxa de degradação constante pelos compósitos foi 1,69 vezes maior que a do fosfato de prata. Após cinco ciclos, o compósito apresentou alta taxa de remoção de tetraciclina de 77,5%, porém diminuiu de 72,86% para 20,84% pelo fosfato de prata. A análise de DRX do compósito mostrou que os picos das amostras cicladas não se alteraram em relação às amostras originais, indicando boa estabilidade do compósito.

A degradação fotocatalítica mostra que a absorção e remoção de tetraciclina aumentaram com o aumento da concentração do fotocatalisador na solução da reação. O efeito do pH na degradação fotocatalítica do material compósito para remoção de tetraciclina foi ligeiramente reduzido em soluções ácidas e mais atenuado em soluções neutras e alcalinas. A adição de ânions teve um efeito inibitório sobre a degradação fotocatalítica da tetraciclina, mas a taxa de degradação não foi excessivamente afetada.

O efeito da temperatura na degradação fotocatalítica por 30 minutos mostra que a taxa de degradação da tetraciclina aumentou gradualmente com o aumento da temperatura. Lembre-se de ligar o interruptor de água circulante para controlar a temperatura a 25 graus Celsius ao realizar o experimento fotocatalítico.