एक सुघटनी संश्लेषित विधि जो पानी डिप्रेशन के फोटोउत्प्रेरक प्रक्रियाओं के लिए अत्यधिक कार्यात्मक बिस्मथ ऑक्सीयिओडिड सूक्ष्मक्षेत्रों को प्राप्त करने के लिए
Summary
यह आलेख एक संश्लेषित विधि का वर्णन करता है जो बिस्मथ ऑक्सीयिओडिड माइक्रोसियर को प्राप्त करने के लिए अत्यधिक कार्यात्मक होते हैं, जो जैविक प्रदूषकों, जैसे सिप्रोफ्लोक्सासिन के फोटोउत्प्रेरक निष्कासन को निष्पादित करते हैं, पानी में यूवी-ए/दृश्य प्रकाश विकिरण के अंतर्गत ।
Abstract
बिस्मथ oxyhalide (BiOI) सूरज की रोशनी चालित पर्यावरण photocatalysis के लिए एक आशाजनक सामग्री है । यह देखते हुए कि सामग्री के इस तरह के भौतिक संरचना अत्यधिक अपने photoउत्प्रेरक प्रदर्शन से संबंधित है, यह सिंथेटिक विधियों के मानकीकरण के लिए आवश्यक है क्रम में सबसे कार्यात्मक आर्किटेक्चर प्राप्त करने के लिए और, इस प्रकार, उच्चतम photoउत्प्रेरक दक्षता. यहां, हम solvothermal प्रक्रिया के माध्यम से bioi microspheres प्राप्त करने के लिए एक विश्वसनीय मार्ग की रिपोर्ट, द्वि का उपयोग (कोई3)3 और पोटेशियम आयोडाइड (की) के रूप में पुरोगामी, और एक टेम्पलेट के रूप में एथिलीन ग्लाइकोल. संश्लेषण एक १५० मिलीलीटर आटोक्लेव में मानकीकृत है, 18 एच के लिए १२६ डिग्री सेल्सियस पर. यह एक प्रासंगिक विशिष्ट सतह क्षेत्र (६१.३ m2/g) के साथ 2-3 μm आकार mesoporous microspheres में परिणाम है । अक्रिस्टलीय संरचनाओं में संश्लेषण के परिणामों में अभिक्रिया समय को छोटा करना, जबकि उच्च तापक्रम में सूक्ष्मक्षेत्रों की संरंध्रता में मामूली वृद्धि होती है, जिसके कारण फोटोउत्प्रेरक प्रदर्शन में कोई प्रभाव नहीं पड़ता । सामग्री पानी में एंटीबायोटिक सिप्रोफ्लोक्सासिन के क्षरण के लिए यूवी-ए/दृश्य प्रकाश विकिरण के तहत फोटो सक्रिय हैं । इस विधि को interlaboratory परीक्षणों में प्रभावी हो, मैक्सिकन और चिली अनुसंधान समूहों में इसी तरह के BiOI microspheres प्राप्त करने के लिए प्रदर्शन किया है ।
Introduction
अब तक अर्धचालकों की अधिकता को संश्लेषित किया गया है, जो दृश्य प्रकाश किरणन के अंतर्गत उच्च क्रियाकलाप के साथ प्रकाशउत्प्रेरक के लिए लक्षित है, या तो कार्बनिक यौगिकों को नीचा दिखाने के लिए या हाइड्रोजन1,2के रूप में नवीकरणीय ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए । बिस्मथ oxyhalides biox (एक्स = सीएल, Br, या मैं) क्योंकि दृश्य प्रकाश या नकली सूर्य के प्रकाश विकिरण3,4के तहत अपने उच्च photoउत्प्रेरक दक्षता के ऐसे अनुप्रयोगों के लिए उंमीदवारों रहे हैं । हैलाइड की परमाणु संख्या में वृद्धि के साथ बिस्मथ ऑक्सीहैलाइड की बैंड गैप ऊर्जा (ईजी) कम हो जाती है; इस प्रकार, BiOI सबसे कम सक्रियण ऊर्जा प्रदर्शित सामग्री है (ईजी = १.८ eV)5। आयोडाइड परमाणुओं, बिस्थ परमाणुओं को वान डेर वाल्स फोर्स के माध्यम से बंधुआ, एक बिजली के क्षेत्र है कि प्रभारी वाहक के अर्धचालक की सतह के लिए प्रवास एहसान, photoउत्प्रेरक प्रक्रिया4,6ट्रिगर बनाने के लिए । इसके अलावा, क्रिस्टलाइट की वास्तुकला, आरोप वाहक के अलगाव में एक महत्वपूर्ण भूमिका है । (001) विमान और 3 डी संरचनाओं (जैसे microspheres) में उच्च उंमुख संरचनाओं विकिरण पर प्रभारी वाहक जुदाई की सुविधा, photoउत्प्रेरक प्रदर्शन बढ़ाने7,8,9 , 10 , 11 , 12. इस के प्रकाश में, यह विश्वसनीय सिंथेटिक तरीके संरचनाओं कि बिस्मथ oxyhalide सामग्री की तस्वीर गतिविधि को बढ़ावा प्राप्त करने के लिए विकसित करने के लिए आवश्यक है ।
solvothermal विधि है, दूर से, सबसे अधिक इस्तेमाल किया और अध्ययन मार्ग bioi microspheres13,14,15,16प्राप्त करने के लिए । ईओण तरल पदार्थ का उपयोग कर कुछ तरीके भी17रिपोर्ट किया गया है, हालांकि इन तरीकों के साथ जुड़े खर्च अधिक हो सकता है. माइक्रोस्फीयर संरचना आमतौर पर एथीलीन ग्लाइकोल जैसे कार्बनिक सॉल्वैंट्स का उपयोग करके प्राप्त की जाती है, जो धातु अल्कोक्डीज बनाने के लिए एक समंवयक एजेंट के रूप में कार्य करता है, जिसके परिणामस्वरूप एक क्रमिक स्व [Bi2O2]2 + प्रजाति18 , 19. एथिलीन ग्लाइकॉल के साथ solvothermal मार्ग का उपयोग कर, इस तरह के तापमान और प्रतिक्रिया समय4,18के रूप में प्रतिक्रिया में प्रमुख मापदंडों को बदलकर विभिन्न morphologies के गठन की सुविधा. वहां सिंथेटिक तरीकों पर साहित्य की एक विस्तृत शरीर को BiOI microspheres, जो विषम जानकारी के लिए अत्यधिक photoactive संरचनाओं को प्राप्त करने से पता चलता है प्राप्त है । इस विस्तृत प्रोटोकॉल को एक विश्वसनीय सिंथेटिक विधि दिखाने के लिए BiOI microspheres अत्यधिक पानी में प्रदूषकों की photoउत्प्रेरक गिरावट में कार्यात्मक प्राप्त करने के उद्देश्य से है । हम सफलतापूर्वक सामग्री के इस तरह प्राप्त करने के लिए नए शोधकर्ताओं की मदद करना चाहते हैं, संश्लेषण की प्रक्रिया के साथ जुड़े सबसे आम नुकसान से परहेज.
Protocol
Representative Results
Discussion
हम BiOI microspheres के solvothermal संश्लेषण में महत्वपूर्ण कदम के रूप में पूर्ववर्ती के मिश्रण पर विचार करें । एक बहुत द्वि (कोई3)3 समाधान में KI समाधान की टपकाव का (1 मिलीलीटर/मिनट की एक अधिकतम पर) mesoporous microspheres प्राप्त क…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
लेखकों के लिए वित्त पोषित परियोजना SECITI/047/2016 के माध्यम से इस काम को पूरा करने के लिए प्रदान की संसाधनों के लिए सचिव, Tecnología ई Innovación डे ला Ciencia डी México शुक्रिया अदा करना चाहता हूं, और राष्ट्रीय वैज्ञानिक और तकनीकी विकास के लिए धन चिली (FONDECYT १११७०४३१).
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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