Méthode complète d’évaluation de la performance des photocatalyseurs pour la dégradation des antibiotiques dans l’assainissement de l’environnement

Résumé

Un protocole visant à explorer un ensemble universel de procédures expérimentales pour une évaluation complète en laboratoire des photocatalyseurs dans le domaine de la purification de l’environnement, en utilisant l’exemple de l’élimination photocatalytique des molécules de polluants organiques antibiotiques de l’eau par des composites de phosphate d’argent sensibilisés aux phtalocyanines.

Résumé

Divers antibiotiques tels que la tétracycline, l’auréomycine, l’amoxicilline et la lévofloxacine se trouvent en grande quantité dans les eaux souterraines et les systèmes du sol, ce qui peut entraîner le développement de bactéries résistantes et multirésistantes, constituant une menace pour les humains, les animaux et les systèmes environnementaux. La technologie photocatalytique a suscité un vif intérêt en raison de son traitement rapide et stable et de l’utilisation directe de l’énergie solaire. Cependant, la plupart des études évaluant la performance des catalyseurs semi-conducteurs pour la dégradation photocatalytique des polluants organiques dans l’eau sont actuellement incomplètes. Dans cet article, un protocole expérimental complet est conçu pour évaluer de manière exhaustive les performances photocatalytiques des catalyseurs semi-conducteurs. Ici, le phosphate d’argent dodécaédrique rhombique a été préparé par une méthode simple de synthèse en phase solvant à température ambiante et pression atmosphérique. Les matériaux à hétérojonction BrSubphtalocyanine/Ag₃PO₄ ont été préparés par la méthode solvothermique. La performance catalytique des matériaux préparés pour la dégradation de la tétracycline a été évaluée en étudiant différents facteurs d’influence tels que le dosage du catalyseur, la température, le pH et les anions à pression atmosphérique en utilisant une lampe au xénon de 300 W comme source de lumière solaire simulée et une intensité lumineuse de 350 mW / cm². Par rapport au premier cycle, la BrSubphtalocyanine/Ag 3 PO 4construite a maintenu 82,0 % de l’activité photocatalytique initiale après cinq cycles photocatalytiques, tandis que l’Ag₃PO₄ vierge n’a maintenu que 28,6 %. La stabilité des échantillons de phosphate d’argent a été testée par une expérience en cinq cycles. Cet article fournit un processus complet d’évaluation de la performance catalytique des catalyseurs semi-conducteurs en laboratoire pour le développement de catalyseurs semi-conducteurs ayant un potentiel d’applications pratiques.

Introduction

Les tétracyclines (CT) sont des antibiotiques courants qui offrent une protection efficace contre les infections bactériennes et sont largement utilisés dans l’élevage, l’aquaculture et la prévention des maladies ^1,2. Ils sont largement distribués dans l’eau en raison de leur surutilisation et de leur mauvaise application au cours des dernières décennies, ainsi que du rejet d’eaux usées industrielles³. Cela a entraîné une grave pollution de l’environnement et de graves risques pour la santé humaine; par exemple, la présence excessive de CT dans le milieu aqueux peut avoir une incidence ....

Protocole

1. Préparation du BrSubPc

NOTE: L’échantillon BrSubPc a été préparé selon un travail publié précédemment³⁶. La réaction est réalisée dans un système de conduite à vide à double rangée de tubes et le processus de réaction est strictement contrôlé dans des conditions sans eau et sans oxygène.

1. Prétraitement des matières premières
   1. Peser 2 g d’o-dicyanobenzène, le sécher dans une étuve à vide pendant 24 h, le sortir puis le broyer soigneusement dans un mortier d’agate.
   2. Mettez-le à nouveau dans un four à vide pendant 1 semaine; Ensuite, sortez-le et mettez-le dans un dessiccateu....

Résultats

Le dodécaèdre rhombique Ag₃PO₄ a été synthétisé avec succès en utilisant cette méthode de synthèse en phase solvant. Ceci est confirmé par les images MEB montrées à la figure 1A,B. Selon l’analyse SEM, le diamètre moyen de la structure dodécaédrique rhombique se situait entre 2 et 3 μm. Les microcristaux BrSubPc vierges présentent une grande structure en flocons irréguliers (Figure 1C). Dans l’échanti.......

Discussion

Dans cet article, nous présentons une méthodologie complète pour évaluer la performance catalytique des matériaux photocatalytiques, y compris la préparation des catalyseurs, l’étude des facteurs affectant la photocatalyse et la performance du recyclage des catalyseurs. Cette méthode d’évaluation est universelle et applicable à toutes les évaluations de performance des matériaux photocatalytiques.

En ce qui concerne les méthodes de préparation du matériel, de nombreux schém.......

matériels

Name	Company	Catalog Number	Comments
300 W xenon lamp	CeauLight	CEL-HXF300
AgNO3	Aladdin Reagent (Shanghai) Co., Ltd.	7783-99-5
Air Pump	Samson Group Co.	ACO-001
BBr3	Bailingwei Technology Co., Ltd.	10294-33-4
Constant temperature circulating water bath	Beijing Changliu Scientific Instruments Co.	HX-105
Dichloromethane	Tianjin Kemiou Chemical Reagent Co., Ltd.	75-09-2
Ethanol	Tianjin Fuyu Fine Chemical Co., Ltd.	64-17-5
Fourier-transform infrared	Bruker	Vector002
Hexane	Tianjin Kemiou Chemical Reagent Co., Ltd.	110-54-3
HNO3	Aladdin Reagent (Shanghai) Co., Ltd.	7697-37-2
ICP-OES	Aglient	5110
K2HPO4	Aladdin Reagent (Shanghai) Co., Ltd.	16788-57-1
Magnesium Sulfate	Tianjin Kemiou Chemical Reagent Co., Ltd.	10034-99-8
Methanol	Tianjin Kemiou Chemical Reagent Co., Ltd.	67-56-1
NaOH	Aladdin Reagent (Shanghai) Co., Ltd.	1310-73-2
NH4NO3	Sinopharm Group Chemical Reagent Co., Ltd.	6484-52-2
o-dichlorobenzene	Tianjin Fuyu Fine Chemical Co., Ltd.	95-50-1
o-dicyanobenzene	Sinopharm Group Chemical Reagent Co., Ltd.	91-15-6
Scanning electron microscopy	JEOL	JSM-6390
Trichloromethane	Tianjin Kemiou Chemical Reagent Co., Ltd.	67-66-3
Ultraviolet-visible Spectrophotometer	Shimadzu	UV-3600
X-ray diffractometer	Rigaku	D/max-IIIA