Исследование бора

Том 13 научных докладов, номер статьи: 9497 (2023) Цитировать эту статью

1081 Доступов

1 Цитаты

3 Альтметрика

Подробности о метриках

Небиоразлагаемые отходы сельского хозяйства и промышленности загрязняют запасы пресной воды. Производство высокоэффективных и недорогих гетерогенных фотокатализаторов имеет решающее значение для устойчивой очистки сточных вод. Настоящее исследование направлено на создание нового фотокатализатора с использованием простого гидротермального метода с применением ультразвука. Сульфиды металлов и допированные углеродные материалы хорошо подходят для изготовления гибридных систем, активирующих солнечный свет, которые эффективно используют зеленую энергию и являются экологически чистыми. Нанокомпозит из сульфида меди, легированный бором, на носителе из оксида графена, был синтезирован гидротермально и оценен на фотокаталитическое разложение красителя метиленового синего под действием солнечного света. BGO/CuS был охарактеризован с помощью различных методов, таких как SEM-EDS, XRD, XPS, FTIR, BET, PL и UV-Vis DRS-спектроскопия. Согласно оценке с помощью метода тау-графика, ширина запрещенной зоны BGO-CuS составила 2,51 эВ. Усиленная деградация красителя была получена при оптимальных условиях: pH = 8, концентрации катализатора (20 мг/100 мл для BGO-CuS), дозе окислителя (10 мМ для BGO-CuS) и оптимальном времени облучения 60 мин. Новый нанокомпозит, легированный бором, эффективно разлагает метиленовый синий до 95% под воздействием солнечного света. Ключевыми реакционноспособными частицами были дырки и гидроксильные радикалы. Методика поверхности отклика использовалась для анализа взаимодействия между несколькими взаимодействующими параметрами для эффективного удаления красителя метиленового синего.

Вода всегда была одной из наиболее важных и разнообразных особенностей всех живых форм, а загрязнение водных ресурсов является проблемой, требующей внимательного рассмотрения1. Промышленные сточные воды, в том числе различные факторы, такие как пестициды, гербициды, красители и органические загрязнители, являются значительным источником загрязнения воды2. Небольшое количество этих загрязнителей может существенно повлиять на экосистему и повлиять на изменение климата. Различные химические вещества используются в процессах крашения и на различных промышленных предприятиях, образуя сточные воды, в том числе красочные, небиоразлагаемые и частично опасные химикаты и красители3,4. Эти сточные воды являются основным источником выбросов метана (около 10%), что приводит к повышению температуры и глобальному потеплению. По этой причине сточные воды также необходимо очищать перед сбросом в реки, чтобы нанести наименьший ущерб окружающей среде5,6. Среди основных причин загрязнения воды – небиоразлагаемые химические вещества и растворимые красители7.

Перенаселение, растущий спрос на продовольствие и рост индустриализации являются основными причинами загрязнения сточных вод8,9. Угроза загрязнения воды растет с каждым днем. Загрязнение воды является проблемой в слаборазвитых странах, поскольку большая часть воды в озерах и реках страны загрязнена10,11. Многие сельские сообщества во всем мире сталкиваются с двойной проблемой нехватки воды и загрязнения воды микробиологическими и химическими загрязнителями12,13. Промышленные сточные воды в основном образуются в текстильной промышленности, где огромные объемы воды используются на каждом этапе многочисленных операций, особенно во время крашения.

По данным Организации Объединенных Наций (ООН), половина населения развивающихся стран страдает от проблем со здоровьем, вызванных микробиологически или химически загрязненной питьевой водой14. Основной проблемой является микробиологическая чистота потребляемой воды в целом. От болезней, передающихся через воду, ежегодно умирают 5 миллионов человек. Потребление человеком пресной воды сократилось до 0,01%, при этом на поверхности Земли имеется только 3% запасов пресной воды. Рост населения увеличил потребности в пресной воде. По мере ускорения роста населения будет ощущаться острая нехватка пресной воды для обеспечения устойчивой жизни15.

Усовершенствованные процессы окисления (АОП) используются на водоочистных сооружениях для устранения болезнетворных микроорганизмов и болезнетворных микроорганических загрязнений. (АОП) считаются передовыми технологиями. Первое предложение использовать АОП для фильтрации питьевой воды было сделано в 1980 году. Позже ученые начали рассматривать их как потенциальную окислительную обработку различных типов сточных вод16,17. Но у каждого метода есть свои достоинства и недостатки. Гетерогенный полупроводниковый фотокатализ — это экологически чистый метод, использующий солнечный свет в качестве потенциального источника активации полупроводниковых материалов для разложения загрязняющих веществ18. Загрязняющие вещества в воде, подлежащей очистке, минерализуются и, в некоторых случаях, удаляются химическим путем в результате взаимодействия между всеми радикалами и образования дополнительных реакционноспособных частиц, таких как супероксид и H2O2. Когда окислители (например, гидроксильные радикалы) генерируются локально. АОП используются в качестве третичных методов, они генерируют нестабильные гидроксильные радикалы, которые быстро разлагаются. В гетерогенном фотокатализе используются полупроводниковые оксиды металлов и сульфиды. Эти материалы производят электронно-дырочные пары, как только они возникают. подвергаются воздействию ультрафиолетового света или солнечного излучения. Но эти носители заряда быстро рекомбинируют и ограничивают свою эффективность. 19. Чтобы повысить фотоэффективность этих сульфидов металлов, их связывают или иммобилизуют с материалами-носителями на основе углерода. Такая разработка нового интерфейса помогает в разработке новых систем очистки сточных вод, активирующих солнечный свет20,21.