水洗水の光触媒プロセスのビスマス Oxyiodide 微粒子高機能を取得する簡便な合成法
Summary
この資料では、ビスマス oxyiodide 微粒子は、非常に紫外線 A/可視光照射下で水で、シプロフロキサシンなどの有機汚染物質の光触媒の除去を実行する機能を取得する合成法について説明します。
Abstract
Oxyhalide ビスマス (BiOI) は、日光-駆動-環境触媒有望な材料です。最も機能的なアーキテクチャと、したがって、最高の光触媒を得るために合成法を標準化する必要があることを考えると材料のこの種の物理的な構造は、その光触媒作用に関連性の高い、効率。ここでは、前駆体とエチレング リコール (3) 双3とヨウ化カリウム (KI) をテンプレートとして使用してソルボサーマル プロセスを介して BiOI 微小球を取得する信頼性の高いルートを報告します。合成は、126 ° C、18 h での 150 mL オートクレーブで標準化されます。2-3 μ m サイズの多孔質微粒子、関連性の高い比表面積 (61.3 m2/g) とでこの結果します。高い温度は光触媒性能の効果がない、微粒子の気孔率のわずかな増加をもたらす一方、非晶質の構造の結果合成における反応時間の短縮します。材料は、写真活性水に抗生物質シプロフロキサシンの劣化の UV-A/可視光照射下。このメソッドは、技能テスト、メキシコやチリの研究グループのような BiOI 微粒子を得ることで有効であること示しています。
Introduction
光触媒可視光照射、有機化合物を低下させる、または水素1,2の形で再生可能エネルギーを生成するための下で高活性を目指してと、半導体の茄多は、これまで合成されています。標準ハロゲン酸化物ビスマス ビスマス (X = Cl、Br、) このようなアプリケーションのための候補者は、可視光やシミュレートされた日光照射3,4の下で、高い光触媒効率のため。ビスマス標準ハロゲン酸化物のバンド ギャップ エネルギー (Eg) のハロゲン化物の原子番号の増加とともに減少します。したがって、BiOI は最も低い活発化エネルギーを表示する材料 (Eg = 1.8 eV)5。Van der Waals 力ビスマス原子を介して結合ヨウ素原子は光触媒プロセス4,6のトリガー半導体表面に電荷キャリアの移行を支持する電界を作成します。また、結晶のアーキテクチャでは、ろ過、電荷キャリアのグローバリゼ-ションが重要な役割。(001) 面上における高配向構造と立体構造 (微粒子) など照射、光触媒性能7,8,9を増やす時に電荷キャリアの分離を容易にします。,10,11,12です。 このため、ビスマス oxyhalide 材料の写真活動を高める構造を取得する信頼性の高い合成法を開発する必要があります。
ソルボサーマル法は、はるかに、最もよく使用される、BiOI 微小球13,14,15,16を取得するルートを検討します。これらの方法に関連付けられている費用が高くなることがイオン液体を用いたいくつかの方法論はまた報告された17でされています。微粒子構造が [Bi2O2]2 +種18の段階的な自己組織に生じる金属アルコキシドを形成する調整エージェントとして機能するエチレング リコール等の有機溶剤を用いて得られる通常,19. 反応温度および反応時間4,18などの重要なパラメーターを変更して異なる形態の形成を容易にエチレング リコールのソルボサーマル ルートを使用します。BiOI 微粒子は、高い光活性構造を達成するために対照的な情報が表示されますを取得する合成法に関する文献は広いからだ。この詳細なプロトコルは、BiOI 微粒子水の汚染物質の光触媒分解の高機能を取得する信頼性の高い合成法を示すが目的します。合成プロセスに関連付けられている最も一般的な落とし穴を回避する正常に材料のこの種を取得する新しい研究者を支援していきます。
Protocol
Representative Results
Discussion
BiOI 微小球のソルボサーマル合成における重要なステップとして、前駆体の混合物と考えています。(最大 1 mL/分)、Bi (3)3ソリューションに KI ソリューションの非常に遅い滴り落ちるがそれは低速の形成を可能にするのでと自己集合 [Bi2O2]+2スラブ メソポーラスシリカ球を取得することが重要、BiOI 積層板を形成するヨウ化原子の結合によって続いた。?…
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
著者は、Secretaría ・ ド ・ サイエンスを感謝したい、科学と技術開発の資金を供給されたプロジェクト SECITI/047/2016 年を通してこの仕事および国民の資金を遂行する技術 e ・ Innovación ・ デ ・ ラ ・ シウダー ・ デ ・ メキシコ リソースの提供チリ (FONDECYT 11170431)。
Materials
| Bismuth(III) nitrate pentahydrate | Sigma Aldrich | 383074 | ACS reagent, ≥98.0% |
| Potassium iodide | Sigma Aldrich | 746428 | ACS reagent, ≥98.0% |
| Ethylene glycol | Sigma Aldrich | 324558 | Anhydrous, 99.8% |
| Ethanol | Meyer | 5405 | Technical Grade, 96% |
| Ciprofloxacin | Sigma Aldrich | 17850 | HPLC, ≥98.0% |
| Cary 5000 UV-Vis-NIR spectrophotometer | Agilent | Used for the Band gap determination by the Tauc model. | |
| JSM-5600 Scanning Electron Microscope | JOEL | Used for the SEM images. | |
| Autosob-1 | Qantachrome Instruments | Used for the determination of surface area and pore diameter. | |
| TOC-L Total Organic Carbon Analyzer | Shimadzu | Used for determination of total organic carbon in water samples. | |
| Bruker AXS D8 Advance – X-ray Diffraction | Bruker | Determination of crystal structure and crystallite size |
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