斬新なZnS

Jun 25, 2023

Scientific Reports volume 13、記事番号: 2177 (2023) この記事を引用

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メトリクスの詳細

この研究では、ZnS-CdSのモル比が異なるシェルコア構造を有する新しい磁性ナノ複合材料を合成し、可視光源として水銀高圧ランプの存在下で合成廃液および実際の廃液から染料を除去する際の光触媒活性を調べた。 ZnS-CdS のモル比が 0.25:0.75 の最適な光触媒は、色素除去において最高の性能を示しました。 Fe3O4@BNPs@ZnS-CdS (ZnS/CdS: 0.25:0.75) の粒子分布ヒストグラムに基づくと、60 ～ 100 nm の粒子が最も多く存在します。 DRSの結果によれば、硫化亜鉛と硫化カドミウムのハイブリッド化によりギャップが減少し、その結果、光吸収が可視領域にまで広がることに成功した。 PL 結果から、最適な光触媒 (Fe3O4@BNPs@ZnS-CdS) は、Fe3O4@BNPs@ZnS および Fe3O4@BNPs@CdS と比較して電子正孔再結合が最も低いことが確認されています。 DLS の結果によれば、光複合材料表面の電荷は、酸性、アルカリ性、中性のすべての pH で負であることに注意してください。 本研究における大きな利点の一つは、光源として高圧水銀ランプを使用しているため、経済性の面で非常に経済的であり、長寿命で効率に優れていることである。 最適な光触媒は、メチレンブルー (96.6%) およびメチル オレンジ (70.9%) の除去において優れた光触媒活性を示しただけでなく、繊維廃液 (Benton 98.5% およびダークオリーブ 100%) の染料除去においても優れた光触媒活性を示しました。 導入された磁性ヘテロ構造は、繊維および紡績廃水からの染料の除去に適したオプションです。

今日、工業化、人口増加、人間の無制限な活動の増加に伴い、水、土壌、大気汚染も増加し、染料、薬物、殺虫剤などのさまざまな汚染物質が水中に侵入し、環境、人間の健康、動物、鳥、水中生物1、2、3、4。

大気汚染は喘息や呼吸器疾患を引き起こします。 土壌汚染は農業に影響を与え、胃疾患の原因となります5,6。 今日、水質汚染の問題は最も深刻な問題となっています。なぜなら、繊維、印刷、染色、紡績、皮革などの産業は、染料や有害物質を含む大量の廃水を環境に排出し、水の水質と健康に影響を及ぼしているからです7。 、8、9。 染料は、その電荷と用途に基づいて、アルカリ染料、酸性染料、中性染料、アゾ染料、放射性染料に分類されます。

染料は、産業排水、特に繊維排水中の最も危険な有機汚染物質の 1 つであり、高い毒性と破壊不可能な構造を持ち、人間の癌や遺伝子変異、皮膚炎、アレルギー、皮膚刺激を引き起こします。 染料は光が水に浸透するのを妨げるため、水生生態系における光合成のプロセスを妨害する可能性があります10,11。 繊維産業から排出される廃液は年間約 100 トンの着色廃液であり、水質汚染につながっています 12,13。

病気のかなりの割合 (70%) は汚染水に起因しており 14、人口増加と地下水の減少、干ばつも原因であるため、水処理は安全な水の不足という危機を解決する最良の解決策です。

一般に、水処理方法には、化学的、物理的、生物学的方法の 3 つの基本的なカテゴリが含まれます15。

ここ数十年、有機汚染物質の除去や水処理には、膜分離、さまざまな吸着剤の使用、半導体や光触媒の使用など、さまざまな技術が使用されてきましたが、その中には複雑な上にコストがかかるものもあります 1,2。 報告されている技術の中で、光触媒分解は、水処理および廃水中の有機汚染物質の除去に最適な方法の 1 つです。