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退化的研究Benalaxyl杀菌剂残留在不同pH值水域使用铁掺杂二氧化钛纳米颗粒

Nageswara Rao T¹,Benarji Patrudu T^2*饶,Basaveswara MV¹和Apparao K¹

¹克里希纳大学化学系Machilipatnam,印度安得拉邦

²建邦者GITAM大学化学系,海德拉巴,纳,印度

*通信:

Benarji Patrudu TGITAM大学化学系,海德拉巴,Telangana,印度,电子邮件: (电子邮件保护)

文摘

研究benalaxyl阳光直射下的耗散行为通过使用铁掺杂二氧化钛纳米颗粒(FeTiO2)作为催化剂。FeTiO2纳米颗粒合成,通过扫描电子显微镜(SEM)结合能源色散x射线(EDX)和傅里叶变换红外评估光谱学(红外光谱)。这张照片进行了催化研究的1 l Milli-Q水pH值4.0,7.0和9.0缓冲区上升了1毫升1000 mg / l股票解决benalaxyl 35% WP 1μg /毫升浓度农药活性的水。三组的样品一式三份的准备,用10分钟均匀浓度农药活跃在水和贴上S1, S2和S3。两套样品(S1和S2)添加FeTiO2纳米颗粒得到0.06 g / L的内容照片催化剂。S1和S3的样本集暴露于阳光。S2组样本保存在烤箱在40°C在黑暗。Milli-Q水上升股票解决农药和不添加FeTiO2纳米颗粒(S3)也暴露于日光的测量在水中农药光解的退化。FeTiO2添加Milli-Q水没有飙升的杀虫剂(S4)也维持治疗控制的识别没有农药。收集到的样本使用验证HPLC-UV量化方法。速率常数(k)等动力学参数,DT50和DT90使用耗散benalaxyl的数据计算。

关键字

铁掺杂TiO₂;Benalaxyl;HPLC-UV;扫描电镜;TEM;DT₅₀;DT_90年

介绍

苯胺是一个无数群杀真菌剂。最早的出现变成了敌菌灵(dyrene),作为一个从拜耳和日产叶斑病杀菌剂,伴随着使用种子处理萎锈灵(vitavax)短打有很大的影响,烟尘和各种担子菌包括丝核菌sp。之后,dicarboximides iprodione (rovral)从Rhone-Poulenc vinclozolin (ronilan)从巴斯夫和procymidone (sumisclex)住友紧随其后。这些杀菌剂都属一流的保护剂的作用葡萄孢属,Monilinia和菌核病(1]。防止耐药性已成为广泛规模的问题使用这些杀菌剂。Benalaxyl作为xylem-systemic杀菌剂通常是直接喷洒在土壤表面,伤害动物生活在土壤的能力。但是,benalaxyl立体选择性的爬行动物是很少被研究2]。中文蜥蜴(Eremias argus)首先用于评估外消旋体的立体选择性降解,毒性和性格对映体benalaxyl [3,4]。在当前年,使用异构催化剂纳米铁掺杂TiO照片₂(FeTiO₂)的降解和矿化除草剂,杀虫剂,氮杂化合物,饱和脂肪酸,特殊有机染料在水中和气态污染物在空气中紫外灯的使用,因为它已经收到了广泛的兴趣低价格的教育,低比TiO毒性、平衡和效率高₂(5]。当FeTiO₂纳米粒子受到紫外线、VIS或太阳能灯,它获得电力从轻微和出售电子(e^{- - - - - -})从价带(VB) TiO₂到传导带(CB)留下一个神奇的洞(h⁺)。菲在FeTiO₂吸引电子(e^{- - - - - -}(h)和奇妙的洞⁺从TiO)₂由于电力的铁水平₂⁺/铁₃⁺谎言接近₃⁺/ Ti₄⁺的重组,减少image-generated TiO的电子和空穴对₂和提高提供电子(e^{- - - - - -}(h)和奇妙的洞⁺)FeTiO₂。这些电子(e^{- - - - - -})和细孔(h⁺)有关内部自然分子通过氧化/折扣的退化过程(6- - - - - -8]。大肠杆菌在一小时内可以在水完全被摧毁。这可以通过观察FeTiO沉积在水中大肠杆菌微生物₂的电影和辐射在可见辐射(9,10]。基于这些研究,我们的研究的目的是调查的耗散行为benalaxyl 3独特的FeTiO缓冲区的使用₂在太阳能光催化剂在自然气候条件下。

材料和方法

参考分析标准benalaxyl(纯度99.6%)、四氯化钛和硝酸铁从西格玛奥德里奇获得。测试项benalaxyl 35%可湿的粉末(WP)从当地市场购买。乙腈、水高效液相色谱级、氢氧化钠LR年级,氯化钾GR年级,硼酸GR年级,钾苯二甲酸氢酯GR年级,盐酸AR和磷酸钾AR年级年级从默克公司获得印度有限。蒸馏水被使用Milli-Q +净化装置(微孔,贝德福德,妈,美国)。

制备FeTiO₂纳米粒子

TiO的₂纳米粒子已被组织利用智慧TiCl加入5毫升下降₄(西格玛奥德里奇)包含0.2 100毫升蒸馏水盐酸(AR级纯度- 36.6%)在5°C±0.5°C和ultra-sonicated 1 h 82°C和保持18 h在恒温器控制烤箱82°C (TiCl₄+ 2 h₂O→TiO₂盐酸+ 4)。接收到的白色沉淀成为用蒸馏水洗净十倍的冷冻离心机的使用,最终用甲醇洗净。甲醇变成然后倾析和沉淀(TiO₂纳米粒子)在120°C成为干4 h。100毫升沸腾硝酸铁(西格玛奥德里奇)下降明智TiO的沸腾的蒸馏水包含2 g₂纳米粒子。结果变成了用在100°C约30分钟,与下列化学方程式:

TiO₂(水)+铁(没有₃)₃h·9₂O(浅绿色)→Fe-TiO₂

获得的棕色颜色FeTiO₂纳米颗粒与蒸馏水洗6次使用冷冻离心机,最后用甲醇洗净。的FeTiO₂纳米颗粒在120°C干4 h后倾析甲醇。

标准股票解决方案

的股票解决方案的参考标准是由重约10毫克的已知纯度的benalaxyl成10毫升容量瓶使用分析天平精度0.01毫克。每个瓶的内容使用高效液相色谱级乙腈溶解,马克。

样本股票解决方案

准确的测试项目(纯度35.23%)283.85毫克benalaxyl被带进一个100毫升容量瓶。内容是乙腈溶解在5毫升,用近,由乙腈的马克。浓度为1000 mg / L的解决方案。的股票样品溶液用于制备样品在不同剂量aqua的缓冲区。

酸性缓冲

缓冲溶液的pH值4.0是由溶解的氢二钠4.0克正磷酸盐在1.0 L Milli-Q水和pH值调整到4.0使用1.0 mol / L盐酸溶液。

中性缓冲

缓冲溶液的pH值7.0是由溶解4.0克正磷酸盐二氢钾1.0 L Milli-Q水和pH值调整到7.0使用1.0 mol / L的氢氧化钠溶液。

基本的缓冲

缓冲溶液的pH值9.0是由溶解1.25 g的硼酸和1.0 L milli-Q水和pH值调整到9.0使用1.0 mol / L的氢氧化钠溶液。

照片催化研究

照片催化研究进行了borosil玻璃瓶GITAM大学阳光下,海得拉巴。Milli-Q升的水,pH值为4.0,7.0和9.0的缓冲与1毫升的飙升1000 mg / L股票解决农药配方1μg /毫升浓度农药活性的水(每个农药飙升到单独的升玻璃瓶)。三组的样品一式三份的准备,用10分钟均匀浓度农药活跃在水和贴上S1, S2和S3。两套样品(S1和S2) FeTiO补充道₂纳米颗粒得到0.06 g / L的内容照片催化剂(最佳数量)。示例FeTiO暂停₂在黑暗中是用10分钟前暴露在阳光下,甚至驱散FeTiO吗₂粒子在水中,达到吸附平衡。S1和S3组样本暴露于日光从早上8点到晚上5点在2月。S2组样本保存在烤箱在40°C在黑暗。远离阳光样本(S2)维持测量nonphotocatalytic降解农药活性的水。Milli-Q水上升股票没有添加FeTiO解决农药₂纳米颗粒(S3)也暴露于日光的测量在水中农药光解的退化。的FeTiO₂添加Milli-Q水没有飙升的杀虫剂(S4)也维持治疗控制的识别没有农药。白天温度在阳光下土壤样本不同的曝光时间28°C到45°C。阳光的强度和温度测量使用勒克斯计在曝光时间。

抽样数据

水从瓶子收集的样本在不同深度在不同场合暴露在日光下后(0、6、12、18和24小时的催化实验照片。收集到的水样本离心和过滤彻底0.2μ过滤器和高效液相色谱分析。

色谱分离参数

HPLC-UV系统使用,由日本岛津公司高效液相色谱法LC-20AT泵和SPD-20A干扰LC解决方案软件,配备一个反相柱Eclipse XDB-C18(150毫米×4.6毫米身份证。×3.5μm粒度),烤箱温度维持在30°C。注入的样品成交20μl。移动阶段A和B是乙腈和水(比例v / v)高效液相色谱法。使用的流量保持在1.0 ml / min检测器波长为210 nm。外部校准用于分析的标准方法。

方法验证

方法验证确保分析的可信度。复苏的研究进行了强化三个不同浓度的杀菌剂为0.03,0.15和0.3μg / g水平在四个不同的缓冲区。三个复制决定在每个浓度水平以及两个控件。基于经济复苏研究建立了量化的极限。线性度是由不同的已知浓度(0.01,0.05,0.1,0.5,1.0和2.0μg /毫升)由稀释了股票解决方案。检测极限(LODμg /毫升)确定的最低浓度给响应3倍基线噪声分析的定义控制样本。量化的极限(定量限,μg /毫升)被确定为给定的杀菌剂浓度最低的10倍基线噪音的反应。

结果与讨论

描述FeTiO₂纳米粒子

FeTiO的扫描电子显微镜(SEM)图像₂纳米粒子和能源x射线色散分析(EDX)定量测定和元素组成Fe / Ti比例了图1和2这表明铁含量为0.5%,钛、O和铁元素成分和粒子的大小被观察到20 nm 24海里。傅里叶变换红外光谱学是显示峰值(652厘米吗¹到551厘米¹),(1632厘米¹)和(2235厘米¹)表示分子水,Ti-O和Ti-O-Fe伸缩振动频带分别提出图3。

特异性

特异性被注入流动相溶剂即确认。,Acetonitrile and 0.1% Orthophosphoric acid, HPLC water, sample solution standard solution and buffer controls (acidic, neutral, basic) there were no matrix peaks in the chromatograms to interfere with the analysis of fungicide residues shown in图4- - - - - -6。此外,benalaxyl的保留时间常数为5.3±0.2分钟。

线性

不同已知浓度的benalaxyl(0.01, 0.05, 0.1, 0.5, 1.0和2.0μg /毫升)准备进入一个不同的10毫升容量的玻璃瓶通过稀释股票解决方案。这些校准解决方案已经立即注入高效液相色谱法。校准曲线被绘制的浓度标准注入与线性方法观察和区域的评估通过分析六个标准浓度的解决方案。细节中提供表1。浓度峰值区域从独家获得的需求被用来计算线性回归方程。这是Y = 12624 x与相关系数分别为0.9998 + 45.004。校准曲线显示图7。

表1。校准——benalaxyl细节。

复苏

方法观察在精度与一个可接受范围< 20%的相对标准偏差在10 x复苏样本定量限5次连续注入高效液相色谱法。统计参数如标准差(SD)和比例的相对标准偏差(%相对标准偏差)了表2。

表2。——benalaxyl精密细节。

复苏的方法有一个可接受的范围(70%到110%)杀菌剂在四个不同的土壤。量化的极限(定量限)成立为0.03 mg / L 10:1噪声峰值高度比例。统计参数等复苏意味着复苏百分比,标准偏差(SD)的比例相对标准偏差(%相对标准偏差),霍维茨提出了限制表2。残的公式计算和统计参数提出了以下方程:

,答:峰面积的活动内容样本(μV *秒);C:标准溶液浓度μg /毫升);D:活动内容的峰面积标准溶液(μV *秒)

照片催化净化农药在水里

在0 h benalaxyl强化水的分析表明,残留的benalaxyl 1.04, 1.02, 1.03,和1.02μg / L, Milli - Q水、酸碱4、7和9缓冲水pH值分别为0.06 g / L负载的催化剂。benalaxyl消散的残基0.36,0.42,0.37,0.12μg / L, 12日^thh Milli-Q水、酸碱4、7和9 pH值分别为0.06 g / L负载的催化剂。18日^thh benalaxyl浓度退化到接近的定量限水平Milli-Q水、酸碱4、7和24日完全退化了^thh但pH值9缓冲水18日完全退化了^thh。

总结结果照片介绍了催化研究表3和图8。数据清楚地表明,农药的净化遵循FeTiO符合一级动力学₂加载水(S1)当计算残留值随着时间的推移,通过使用下面的一阶动力学公式(经合组织111)。没有农药残留的S4观察,因为没有农药杀菌剂的应用和没有退化观察S2 FeTiO由于失活₂在缺乏光。DT₅₀和DT_90年值计算使用以下公式:

表3。耗散数据benalaxyl照片催化净化的水在阳光直射。

DT₅₀= ln 2 / (k)和DT_90年= ln 10 / (k)

,“k”是曲线的斜率从耗散获得数据。

计算DT₅₀和DT_90年值是在表4。速率常数的值的线性回归方程计算一阶速率方程:

表4。动力学参数benalaxyl光催化净化的水在阳光直射。

K = ln a / x / dt

,dt是t1和t2和之间的时间间隔,x是农药的浓度分别为* t1和t2。一块残留的浓度和速度R2表示一级动力学耗散的杀菌剂。DT的_90年耗散benalaxyl回归分析计算的数据。

结果清楚地表明,速率常数FeTiO时高₂存在于水比没有水和没有农药的降解在S2组水保持在黑暗。阳光下的去污时快速研究FeTiO的存在₂在水中由于电子的形成(e^{- - - - - -}(h)和积极的洞⁺在TiO)₂当它吸收能源从阳光和电子的可用性(e^{- - - - - -}(h)和积极的洞⁺)对这些贡献同时氧化和减少农药在土壤中被菲在FeTiO增强₂。这证实了没有农药的降解在水样存储在黑暗。没有农药残留也观察到在水中上升(S4)水样因为没有农药的应用。

结论

的FeTiO₂纳米粒子已经位于优秀消毒benalaxyl的催化剂在独特的水样。在没有催化剂的情况下,复合持续几天。流动相乙腈和水高效液相色谱显示良好的分离和分析所需的时间分辨率和色谱测定三种不同类型的缓冲区很短(圆色谱运行15分钟)。令人满意的验证参数包括线性、准确度、精度和定量限,DT_90年和DT₅₀值已经安装使用后的南非国家广泛的公民公司(SANCO)和环境保护署(EPA)的指导方针。乐动KENO快乐彩因此,该分析技术和耗散定期监测数据可能是有益的,残留的实验室和研究学生确定benalaxyl残留在不同的商品(农作物、水和土壤样品)。

确认

作者感谢K拉先生博士,教授,安得拉邦大学化学工程学系维萨卡帕特南提供必要的设施进行实验室实验。

引用

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