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数量:16 (2)DOI: 10.21767 / 0972 - 768 x.1000260

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光催化降解增值税红绿色氧化合成铜Nanocatalyst 13

*通信:

Hemalatha年代化学系,Karpagam高等教育学院,哥印拜陀,泰米尔纳德邦,印度,电话:0422 647 1113;电子邮件:hemalathakarpagam@yahoo.com

文摘

氧化铜nanocatalyst被绿色化学合成方法使用Eichhornia凤眼莲叶子提取物。铜氧化物的光催化活动nanocatalyst评估使用的光催化降解增值税红13紫外线的照射下。最大的铜氧化物光催化剂光催化活性的观察到60分钟的辐照剂量的催化剂4毫克pH值6.6。增值税的退化红13的比较证实了紫外和红外光谱研究的染料溶液和铜氧化物nanocatalyst染料溶液治疗。

关键字

氧化铜nanocatalyst;光催化;增值税红13;紫外线照射

介绍

水污染的一个主要问题是全球死亡和疾病的最重要原因。纺织工业一直谴责世界卑鄙的水的污染。的浪费水从纺织工业极其控未耗尽的染料和金属的痕迹。这些排放对环境造成重大破坏。在研究人员正在寻找适当的管理层为了摆脱这些污染物,达到降解染料的废水1- - - - - -3]。

的存在甚至很少浓度的染料废水是可见的和不愉快的4]。有超过一个十万的商业访问染料超过7×10⁵每年产生大量的油料作物(5]。由于染料有复杂的结构很难漂白或降解染料。有不同品种的染料等,基本,酸性,增值税,驱散,重氮、偶氮、基于anthroquinone和金属复杂的染料。在特定的解放dye-containing排放入水位置是不愉快的,不仅因为他们的色彩,但也因为许多染料释放及其分解产物有害生命形式主要是因为致癌物质,如萘、联苯胺等芳香族化合物(6]。没有充足的管理这些染料可以坚持长时间的位置。例如,水解活性蓝19的半衰期7 pH值和温度25°C是发现46年(7]。

减少染料的危险的影响浪费水、微生物降解等方法、凝固,焚烧,活性炭吸附,bio-sorption,沉降和过滤等,已经投入(8- - - - - -10]。另一方面,这些程序非破坏性,因为他们只是运输非生物可降解的物质成泥浆,并提供一种新奇的污染,哪些请求额外的治疗(11- - - - - -13]。

因此,寻找有效的方法去除这些化合物诱导许多可再生清洁人员应对日益增长的挑战能源和环境中,催化剂的活性可以保持或改进,从而二次污染的机会可能会受到限制。主要半导体金属氧化物作为催化剂在光催化能够扩展他们的疗效没有显著损失的活动。的广泛使用半导体金属氧化物增加机会由于其特殊的属性,如超导、高温稳定性、铁磁性,铁电性,半导电性、压电和催化活性14]。SnO等显著的例子₂,TiO₂氧化锌,SrTiO₃,ZrO₂、cd、铁₂O₃,金属氧化物半导体₂,我们₃和WS₂已被接受为活性催化剂的降解的有机污染物,合成染料等等。目前光催化降解的最重要的场景之一吗污染控制(15- - - - - -18]。光催化降解是产生一个有效的挑战半导体催化剂。特别是,氧化铜(错),一位首席p型过渡金属氧化物半导体有一个狭窄的带隙(如= 1.2 eV)和一个特殊的能带结构已经收到了大量的关注由于其多样化的应用程序在不同领域的太阳能能源细胞(19,20.),气体传感(21,22),电子产品(23- - - - - -25],bio-sensing [26),有机催化异构,超级导体等等。在目前工作还原染料的光催化降解(增值税红13)是由一个绿色氧化合成铜nanocatalyst通过改变参数,如催化剂剂量,染料浓度、pH值和辐照时间。证实了退化紫外可见和红外光谱研究。

材料和方法

材料

所使用的化学物质的分析试剂级和用作收到没有进一步净化。硫酸铜和氢氧化钠从默克公司购买,印度。增值税红13染料(分子式:C₃₂H₂₂N₄O₂分子量:494.54 g)在印度,从化学公司购买和使用蒸馏水整个实验。增值税红13给出的化学结构图1。

合成nanocatalyst

氧化铜nanocatalyst合成Eichhornia凤眼莲叶提取和硫酸铜使用氢氧化钠和紫外可见吸收光谱、XRD、EDX、红外光谱和扫描电镜分析报告在我们以前的工作。合成铜氧化物nanocatalyst用于当前的工作。

光催化降解

光催化降解的研究一直在进行一个层流气流系统。低压水银灯被用作紫外线辐射的来源。灯发出8 W的紫外线辐射峰值波长为254 nm。

辐照实验过程构成的不同浓度的染料溶液(10 ppm 50 ppm)与不同数量的催化剂混合粉(1毫克到5毫克)的恒定体积100毫升。吸附平衡染料分子与催化剂表面之间建立了搅拌混合了约20分钟在黑暗。8 W的紫外线光源用于照射的解决方案。3毫升样品撤回的时间间隔10分钟,然后离心,在540 nm和吸光度测量,返回到反应器。研究进行的温度30°C。

脱色效率(%)计算如下

%退化= C_我- c_f/ C_我* 100

其中C_我染料初始浓度和C吗_f是最后的光致辐照后的染料浓度。

结果与讨论

光催化降解性的增值税Red13

发现了染料的photodegradability暴露紫外线的染料溶液,没有氧化铜nano-catalyst。一系列实验进行研究的影响nanocatalyst剂量,染料浓度、辐照时间、pH值在紫外线的照射下的光催化降解。证实了染料降解染料溶液的紫外可见和红外光谱研究,控制溶液和铜氧化物nanocatalyst染料溶液治疗。

氧化铜nanocatalyst剂量的影响

nanocatalyst剂量对染料降解的效果被发现对染料溶液和不同剂量的紫外线照射不同催化剂从1毫克到5毫克。一块降解染料的百分比与催化剂量所示图2。退化百分比增加随着催化剂量的增加,因为增加活性中心的可用性。4毫克催化剂量,大约90%的染料被发现已经退化。因此4毫克的催化剂量是固定的最佳剂量和用于进一步的研究。

染料浓度的影响

光降解的染料浓度的影响增值税红13进行了在不同染料浓度从10 ppm 50 ppm。图3。显示了退化百分比在不同染料浓度。是观察到的退化百分比缓慢下降与染料浓度的增加。最优浓度的染料被发现20 ppm和固定进行进一步的研究。

辐照时间的影响

辐照时间是评估影响降解效率最重要的因素之一。吸光度测量10分钟间隔的时间和退化百分比计算。辐照时间对染料降解的阴谋图4。看到,90%降解发生在60分钟后,没有占主导地位的变化。因此一个最佳时间60分钟被选中作进一步研究。

pH值的影响

的重要因素之一,影响光催化降解的pH值的解决方案。因此实验知道pH值对增值税的降解效率的影响红13所示图5。这个实验是由不同的染料溶液的pH值使用盐酸或氢氧化钠溶液。退化百分比最大在酸碱6.6这是用于进一步的研究。

光谱的研究

紫外可见和FT IR光谱研究进行了确认的染料降解。的光谱分析(i)染料溶液和(2)20 ppm的染料溶液的pH值6.6辐照60分钟没有氧化铜nanocatalyst和氧化铜nanocatalyst 4毫克。

紫外可见光谱

图6给出了染料溶液的紫外可见光谱(A),紫外线辐照染料溶液没有氧化铜nanocatalyst (B),紫外线辐照染料溶液和铜氧化物nanocatalyst (C),没有变化的光谱观察染料溶液没有氧化铜nanocatalyst辐照。但对于染料溶液与氧化铜nanocatalyst辐照,降解反应之前,增值税的主要特征吸收峰在540 nm红13染料消失,这显示了染料的降解。

红外光谱

增值税的变形红13光催化降解染料分子结构的红外光谱测量的光谱被发现。图7显示了染料溶液的红外光谱谱而图8给出了红外光谱谱后染料溶液的光催化降解。的结果图8暴露的环结构肯定是退化消失,证实了山峰之间的波数540厘米¹和420厘米¹芳香环表示,在光催化降解。在细致,蒽醌环之间的连接键被打破了由峰值消失显示从1335年到1380厘米¹。除了芳香结构的拆除,功能基团也改变了。

结论

在目前工作的光催化降解增值税红13是由使用氧化铜nanocatalyst紫外线照射。通过增加剂量的紫外线照射的时间4毫克氧化铜nanocatalyst thedegradation efficiencyincreases辐照60分钟的时候,最大的退化是观察。UV-Visiblespectral研究和傅立叶变换红外光谱研究证实,光催化降解过程是一个退化的有效方法增值税红13。

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