توضح هذه المقالة طريقة اصطناعية للحصول على البزموت أوكسييوديدي الجزئي المجالات الخرز الصغير، التي وظيفية عالية لأداء بهوتوكاتاليتيك إزالة الملوثات العضوية الثابتة، مثل السيبروفلوكساسين، في المياه تحت إشعاع ضوء الأشعة فوق البنفسجية-أ/مرئية.
أوكسيهاليدي البزموت (بيوي) مادة واعدة لأشعة الشمس-مدفوعة-البيئية فوتوكاتاليسيس. ونظرا لأن الهيكل المادي لهذا النوع من المواد العالية بأدائها على بهوتوكاتاليتيك، من الضروري توحيد الأساليب الاصطناعية بغية الحصول على أبنية أكثر وظيفية، ومن ثم بهوتوكاتاليتيك أعلى الكفاءة. هنا، نحن تقرير مسار موثوق بها للحصول على بيوي الجزئي المجالات الخرز الصغير عن طريق عملية سولفوثيرمال واستخدام ثنائية (لا3)3 ويوديد البوتاسيوم (كي) السلائف، وجليكول كقالب. يتم توحيد التوليف في اﻷوتوكﻻف 150 مل، في 126 درجة مئوية ح 18. هذه النتائج في 2-3 ميكرون الحجم ميسوبوروس الجزئي المجالات الخرز الصغير، مع مساحة سطحية محددة ذات صلة (/g 61.3 م2). تقصير أوقات رد الفعل في التوليف النتائج في هياكل غير متبلور، بينما يؤدي ارتفاع درجات الحرارة إلى زيادة طفيفة في التسلل الجزئي المجالات الخرز الصغير، مع أي تأثير في الأداء بهوتوكاتاليتيك. المواد الصورة النشطة تحت الأشعة فوق البنفسجية-أ/مرئية إشعاع الضوء لتدهور سيبروفلوكساسين مضاد حيوي في الماء. هذا الأسلوب أثبت فعاليته في الاختبارات اينترلبورتوري، الحصول على مماثل بيوي الجزئي المجالات الخرز الصغير في مجموعات البحوث المكسيكية والشيلي.
تم تجميع عدد كبير من أشباه الموصلات قد حتى الآن، تهدف إلى فوتوكاتاليستس مع ارتفاع النشاط تحت إشعاع الضوء مرئياً، أما أن تتحلل المركبات العضوية أو لتوليد الطاقة المتجددة في شكل الهيدروجين1،2. أوكسيهاليديس البزموت بيوكس (X = Cl، Br، أو) هي المرشحة لمثل هذه التطبيقات بسبب كفاءتها العالية على بهوتوكاتاليتيك تحت أشعة الشمس الخفيفة أو محاكاة مرئية تشعيع3،4. طاقة فجوة النطاق (هز) أوكسيهاليديس البزموت يتناقص مع زيادة عدد الذرية هاليد؛ وهكذا، بيوي هي المادة عرض أدنى طاقة التنشيط (هز = 1.8 eV)5. ذرات يوديد، الرهينة عبر فإن دير فالس القوة لذرات البزموت، إنشاء مجال الكهربائي التي تفضل هجرة الناقلين التهمة إلى السطح أشباه الموصلات، مما آثار بهوتوكاتاليتيك العملية4،6. وعلاوة على ذلك، بنية كريستاليتي دور حاسم في صبرا، نشوئها شركات الشحن. هياكل موجه عالية في الطائرة (001) وهياكل ثلاثية الأبعاد (مثل الجزئي المجالات الخرز الصغير) تسهيل فصل الناقل المسؤول عند التشعيع، زيادة بهوتوكاتاليتيك الأداء7،،من89 , 10 , 11 , 12-وفي ضوء هذا، من الضروري تطوير الأساليب الاصطناعية يمكن الاعتماد عليها للحصول على الهياكل التي تعزز الصور-نشاط مواد أوكسيهاليدي البزموت.
الأسلوب سولفوثيرمال هو، إلى حد بعيد، الأكثر شيوعاً المستخدمة ودرس الطريق للحصول على بيوي الجزئي المجالات الخرز الصغير13،14،،من1516. بعض المنهجيات باستخدام السوائل الأيونية تم أيضا الإبلاغ عن17، على الرغم من النفقات المرتبطة بهذه المنهجيات يمكن أن تكون أعلى. هيكل ميكروسفيري عادة يتم الحصول عليها باستخدام المذيبات العضوية مثل جليكول، الذي يعمل بمثابة عامل تنسيق لتشكيل الكوكسيديس معدنية، أسفر عن ذاتية تجميع تدريجي [بي2س2]2 + الأنواع18 , 19-استخدام الطريق سولفوثيرمال مع جليكول تسهل تشكيل مورفولوجيس مختلفة عن طريق تغيير البارامترات الرئيسية في رد الفعل، مثل درجة الحرارة ووقت رد الفعل4،18. وهناك مجموعة واسعة من المؤلفات حول الأساليب الاصطناعية للحصول على بيوي الجزئي المجالات، الخرز الصغير الذي يظهر المعلومات المتناقضة تحقيق درجة عالية من فوتواكتيفي الهياكل. ويهدف هذا البروتوكول مفصلاً عرض أسلوب اصطناعية يمكن الاعتماد عليها للحصول على بيوي الجزئي المجالات الخرز الصغير وظيفية عالية في تدهور بهوتوكاتاليتيك الملوثات في المياه. ونعتزم تساعد الباحثين جديدة بنجاح الحصول على هذا النوع من المواد، وتجنب المزالق الأكثر شيوعاً المقترنة بعملية التوليف.
أننا نعتبر هذا خليط السلائف كخطوة حاسمة في تركيب سولفوثيرمال الجزئي المجالات الخرز بيوي الصغير. نازف بطيئة جداً لكي الحل إلى الحل ثنائية (لا3)3 (في أقصى قدر من 1 مل/دقيقة) أمر حاسم للحصول على ميسوبوروس الجزئي المجالات الخرز الصغير، حيث أنه يسمح تشكيل بطيئة والتجميع الذاتي من الأل…
The authors have nothing to disclose.
الكتاب أريد أن أشكر العلوم دي أمانة، والتكنولوجيا الإلكترونية Ciudad de la Innovación de قدمت المكسيك للموارد القيام بهذا العمل من خلال مشروع ممول سيسيتي/047/2016، و “الصناديق الوطنية” للتنمية العلمية والتكنولوجية شيلي (التمويلية 11170431).
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 |