Эффективное удаление кристаллического фиолетового загрязнителя с помощью фотографии

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 7723 (2023) Цитировать эту статью

294 доступа

Подробности о метриках

Процесс фотоФентона является подходящим методом усовершенствованного процесса окисления, который используется при фотокатализе органических красителей, таких как кристаллический фиолетовый (CV). Методом золь-гель автогорения успешно получены нанопорошки La3+ La(x)Zr2O7 (x = 0,1, 0,2, 0,3 и 0,5) оксида гадолиния-циркония Gd(2−x)La(x) для эффективного фотокатализа. резюме с фото-процессом Фентона. С помощью рентгеноструктурного анализа обнаружен хорошо закристаллизованный дефект-флюорит, структурированный пространственной группой: Fm-3m. Было обнаружено, что параметры решетки увеличиваются с увеличением оцененной концентрации ионов La3+. Размер зерен синтезированных порошков увеличивался с увеличением содержания ионов La3+. На образцах SAED изображен флюорит со структурой флюорита. УФ/Вид. Спектрофотометр использовался для определения энергии запрещенной зоны нанопорошков Gd(2−x)La(x)Zr2O7, которая увеличивается с увеличением содержания ионов La3+. Было обнаружено увеличение от 4 до 3,6 эВ. Видимый спектрофотометр использовался для определения неизвестных концентраций в процессе фотокатализа, чтобы гарантировать эффективность процесса. В целом результаты показывают, что реакция фотоФентона на Gd(2-x)La(x)Zr2O7 превосходно удаляет кристаллический фиолетовый (CV). Коэффициент фоторемедиации CV достигал 90% в течение 1 часа.

Бумажная, текстильная, кожевенная, пластиковая, гальваническая, пищевая, фармацевтическая и сельскохозяйственная отрасли – это лишь некоторые из отраслей, в которых в современный период наблюдается рост торговли1,2. Поскольку эти отрасли производят высококачественную продукцию, они важны для общества в целом. Большинство промышленных предприятий полагаются на органические красители для окраски своих товаров, а затем они сбрасывают эти цвета в водоносные горизонты с пресной водой, такие как ручьи и реки, которые в конечном итоге впадают в море3,4,5.

Эти красители существуют уже давно, и они не только наносят серьезный вред почти каждому виду жизни, но и нарушают естественное равновесие6,7. Около 20% этих красок выбрасываются в окружающую среду в виде сточных вод, нанося вред экологии. Эти загрязнители чрезвычайно трудно разложить из-за их стабильной структуры8,9. Кроме того, эти загрязнители могут привести к серьезным проблемам у людей, таким как раздражение глаз, кожная аллергия, генетические мутации и проблемы с печенью10,11,12.

Один из этих опасных красителей, известный как кристаллический фиолетовый (CV), используется в различных товарах, производимых компанией Gram, включая удобрения, моющие средства, бактериостатические средства, красители для кожи и моющие средства. Это мощный канцероген для морских существ. Кроме того, ССЗ разрушает хромосомы, что приводит к серьезным проблемам при делении поврежденных клеток. Кроме того, краситель CV классифицируется как катионный краситель трифенилметан, который используется в текстильной и бумажной промышленности. В этой технике окрашиваются также различные продукты, в том числе удобрения, антифриз, моющие средства и кожа. В качестве гистологического окрашивания также используется CV, особенно при окрашивании по Граму для классификации бактерий13,14.

Нарушение водной жизни и загрязнение воды вызваны сбросом красителей в сточные воды15. В результате необходим подходящий и эффективный метод очистки сточных вод, содержащих красители, такие как CV16, поскольку доказана способность красителя вызывать рак и другие мутации как у людей, так и у животных17, а люди имеют важное значение. Традиционные окислители и коагулянты, а также биоразложение, коагуляция, адсорбция и физическое осаждение оказались недостаточными для лечения CV18,19.

С другой стороны, более эффективные окислители, микроволновый катализ, фотокатализ, мембранные технологии и усовершенствованные процессы окисления (АОП) кажутся многообещающими для обесцвечивания CV20,21,22. Фундаментальный недостаток физической обработки заключается в том, что она просто переводит красители из жидкой формы в твердую, которую трудно очистить. В результате интерес к разложению таких загрязнителей вызвала химическая обработка с использованием АОП, в частности гетерогенный фотокатализ23.