Роман ЗнС

Jun 25, 2023

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 2177 (2023) Цитировать эту статью

2048 Доступов

1 Цитаты

4 Альтметрика

Подробности о метриках

В данной работе синтезированы новые магнитные нанокомпозиты с оболочечной структурой ядра с различными мольными соотношениями ZnS-CdS и исследована их фотокаталитическая активность в удалении красителей из синтетических и реальных стоков в присутствии ртутной лампы высокого давления в качестве источника видимого света. Оптимальный фотокатализатор с молярным соотношением ZnS-CdS 0,25:0,75 показал наилучшую эффективность удаления красителей. Судя по гистограмме распределения частиц Fe3O4@BNPs@ZnS-CdS (ZnS/CdS: 0,25:0,75), наибольшее содержание имеют частицы размером 60–100 нм. Согласно результатам DRS, гибридизация сульфида цинка с сульфидом кадмия уменьшила зазор и в результате светопоглощение успешно распространилось на видимую область. Результаты ФЛ подтверждают, что оптимальный фотокатализатор (Fe3O4@BNPs@ZnS-CdS) имеет наименьшую электронно-дырочную рекомбинацию по сравнению с Fe3O4@BNPs@ZnS и Fe3O4@BNPs@CdS. Следует отметить, что по результатам ДРС заряд на поверхности оптического фотокомпозита отрицательный при всех кислых, щелочных и нейтральных значениях pH. Одним из существенных преимуществ в данном исследовании является использование в качестве источника света ртутных ламп высокого давления, благодаря чему эти лампы очень экономичны с точки зрения экономии, а также обладают длительным сроком службы и отличным КПД. Оптимальный фотокатализатор не только показал превосходную фотокалитическую активность при удалении метиленового синего (96,6%) и метилоранжа (70,9%), но также и при удалении красителей из текстильных стоков (Бентон 98,5% и темно-оливковый 100%). Введенные магнитные гетероструктуры являются подходящим вариантом для удаления красителей из сточных вод текстильной и прядильной промышленности.

Сегодня, наряду с индустриализацией, ростом населения и увеличением неограниченной деятельности человека, также увеличилось загрязнение воды, почвы и воздуха, и в воду попадают различные загрязняющие вещества, такие как (красители, лекарства и пестициды), что оказывает прямое воздействие на окружающую среду, здоровье человека, животные, птицы, подводные существа1,2,3,4.

Загрязнение воздуха приводит к астме и респираторным заболеваниям. Загрязнение почвы влияет на сельское хозяйство и вызывает болезни желудка5,6. Сегодня проблема загрязнения воды является наиболее серьезной проблемой, поскольку такие отрасли промышленности, как текстильная, полиграфическая, красильная, прядильная, кожевенная и т. д., сбрасывают в окружающую среду большое количество сточных вод, содержащих красители и токсичные вещества, что влияет на качество и здоровье воды7. ,8,9. Красители подразделяются на щелочные, кислотные, нейтральные, азокрасители и радиоактивные красители в зависимости от их заряда и применения.

Красители являются одними из наиболее опасных органических загрязнителей промышленных стоков, особенно текстильных, которые обладают высокой токсичностью и неразрушимой структурой, вызывают раковые заболевания и генетические мутации, дерматиты, аллергии, раздражения кожи у человека. Красители могут нарушать процесс фотосинтеза в водных экосистемах, поскольку они препятствуют проникновению света в воду10,11. Сбрасываемые стоки текстильной промышленности составляют около 100 тонн цветных стоков в год, что приводит к загрязнению воды12,13.

Поскольку значительный процент (70%) заболеваний возникает из-за загрязненной воды14, а также из-за роста населения, сокращения грунтовых вод и засухи, очистка воды является лучшим решением для решения кризиса нехватки безопасной воды.

Как правило, методы очистки воды включают три основные категории: химические, физические и биологические методы15.

В последние десятилетия для удаления органических загрязнителей и очистки воды использовались различные методы, такие как мембранное разделение, использование различных адсорбентов, использование полупроводников и фотокатализаторов, некоторые из которых, помимо своей сложности, являются дорогостоящими1,2. Среди известных методов фотокаталитическая деградация является одним из лучших методов очистки воды и удаления органических загрязнителей из сточных вод.