AgZnO /ポリオキソメタレートナノコンポジットの基本的なマゼンタ効果の相乗的な光触媒吸着除去

はじめに

産業の発展に伴い、大量の有毒で有害な有機廃水が一連の環境問題を引き起こし、それが人間の健康を深刻に脅かしています[1,2,3,4]。塩基性マゼンタ（BM）は、トリフェニルメタンを含む一種の難治性有機汚染物質です。 BMは、繊維や皮革などの産業で着色剤として、またコラーゲン、結核、筋肉の染色剤として広く使用されています[5、6]。 BMは生分解性、毒性、発がん性が低いため、水資源に大きな脅威を与えるため、水溶液から緊急に除去する必要があります。文献によると、水溶液中のBMの除去方法は主に吸着です[7、8]。しかしながら、BM染料吸着剤の適用は、低い吸着容量、遅い運動速度、および低い回収能という欠点にさらされます。水溶液からBMを除去するためのよりクリーンでより効果的な方法を模索することは依然として課題です。

ポリオキソメタレート（POM）は有望な吸着剤の一種であり、その豊富な組成と構造、高い熱安定性、調整可能な酸性度、および可逆的な酸化還元特性により、環境保護に適用されています[9、10、11、12、13]。吸着剤として、POMは、水溶液からさまざまな染料を除去するためのさまざまな材料を合成するために使用されてきました[14、15、16、17]。 Liuの研究グループはFe ₃ を報告しました O ₄ カチオン染料の除去に優れた吸着性能を備えた/ POMsナノ材料、およびFe ₃ O ₄ / Ag / POMsナノ材料で、塩化メチルチオニンが迅速に除去されます。これは、ナノエンジニアリングによってPOMとナノ粒子を1つのエンティティに結合することで、より効果的な色素除去強化性能が得られることを示しています[18、19]。

AgZnOハイブリッドナノ粒子は優れた光触媒活性を持ち、光触媒の分野で広く使用されています。 Agの添加により、AgZnOの光触媒能力、およびZnOの電荷利用効率と光化学的安定性が向上します[20、21、22、23、24]。 AgZnOナノ粒子の光触媒活性は、水溶液中の色素に光触媒効果をもたらします[25、26]。水溶液中のBM色素を除去するための効果的で環境に優しい方法を探求するために、この論文では、AgZnOハイブリッドナノ粒子とPOMを組み合わせて、二官能性光触媒吸着剤AgZnO / POMナノコンポジットを取得しました（スキーム1）。 BMの除去実験は、光触媒吸着剤AgZnO / POMsナノコンポジットが、水溶液中のBMに対して吸着効果と光触媒効果の両方を持ち、高い除去効率を発揮することを示しました。ナノコンポジットの優れた吸着、光触媒活性、および再利用性は、二機能性光触媒吸着剤AgZnO / POMナノコンポジットが環境保護に有益であることを示しています。

メソッド

現在の研究は、AgZnO / POMsナノコンポジットによるBMの効率的な除去を改善することを目的としていました。

資料

酢酸銀（Agac、99％、J＆K Scientific）、アセチルアセトナート亜鉛（II）（Zn（acac） ₂ 、99.9％、J＆K Scientific）、PEO-PPO-PEO、n-オクチルエーテル（99％）、1,2-ヘキサデカンジオール（90％）、過塩素酸銅（Cu（ClO ₄ ） ₂ ・6H ₂ O、98％）、モリブデン酸ナトリウム二水和物（Na ₂ MoO ₄ ・2H ₂ O、99％）、ピリジンカルボキサミド（C ₆ H ₆ N ₂ O、98％）およびNaOH（98％）は、Aladdin社（上海、中国）から購入しました。いずれの材料もさらに精製されていません。

楽器

光触媒吸着剤AgZnO / POMナノコンポジットの構造と形態を、XRD（X’Pert Pro、ブルカー、ドイツ）およびTEM（JEM-2100 JEOL Ltd.、日本）（HRTEMを含む）によって分析しました。光触媒吸着剤AgZnO / POMsナノコンポジットの光学特性は、UV-Vis（Hitachi U4100、日本）およびPL分光法（Hitachi F7000、日本）によって特徴づけられました。ナノコンポジットのFTIRスペクトルは、Avatar 360 FTIR分光計（Nicolet Company、USA）を使用して記録しました。 XPSは、光電子分光計（Thermo Fisher Scientific ESCALAB 250XI、米国）Al K αで実行されました。 励起源として使用されるX線。

光触媒吸着剤AgZnO / POMナノコンポジットの合成

AgZnOとポリオキソメタレート[Cu（L） ₂ （H ₂ O） ₂ ] H ₂ [Cu（L） ₂ P ₂ Mo ₅ O ₂₃ ]・4H ₂ O（Cu-POM）サンプルは、文献[19、21]で報告されている方法を使用して合成されました。まず、AgZnOハイブリッドナノ粒子をナノマイクロエマルジョン法、10 mLのオクチルエーテル、Zn（acac） ₂ で合成しました。 （0.0989 g）、1,2-ヘキサデカンジオール（0.6468 g）、Agac（0.0259 g）、およびPEO-PPO-PEO（0.7874 g）を3つ口フラスコに加え、混合物を攪拌しました。混合物を125°Cに加熱した後、温度をすばやく280°Cに上げて、実験を完了しました。温度が下がったら、AgZnOハイブリッドナノ粒子を取り出して洗浄し、純粋なAgZnOハイブリッドナノ粒子を得た。次に、Cu-POMを水熱合成法で合成し、過塩素酸銅（0.093 g）、2-ピリジンカルボキサミド（0.061 g）、および15 mLの脱イオン水をビーカーに加え、攪拌して混合しました。温度を室温まで冷やすと、Na ₂ MoO ₄ ・2H ₂ O（0.24 g）と脱イオン水（10 mL）を溶液に加えてよく混合し、pHを3に維持しました。ろ過により青色の沈殿物Cu-POMが得られました。第三に、反応物の混合物は、50mgのPOM粉末と5mgのAgZnOハイブリッドナノ粒子を5mLの水と5mLのエタノールを含むビーカーに加え、超音波処理して均一な液体を得ることによって得られました。このプロセスでは、AgZnOハイブリッドナノ粒子とCu-POMを組み合わせて、ナノ構造を形成します。最後に、サンプルを乾燥させて、光触媒効果と吸着効果の両方を備えた二官能性AgZnO / POMナノコンポジットを得ました。

染料除去実験

水溶液からのBMの除去効率を分析することにより、除去活性を研究した。除去実験研究では、36 WのUVランプ（フィリップス、オランダ、主に365 nmを放射）と500Wのキセノンランプを光源として使用しました。染料を水に溶解して15mg / L BM水溶液を調製しました（室温条件、pH =6.3）。実験のために、5mgのナノコンポジットを40mL（15 mg / L）のBM溶液に添加しました。溶液を室温で磁気的に撹拌した。さまざまな時間間隔で、約5 mLの溶液を取り出し、3分間遠心分離しました。最大波長545nmでのBMの吸収ピーク強度を、UV-Vis分光光度計で分析しました。

統計分析

統計分析は、少なくとも3回の独立した実験から得られた結果を基にまとめられました。すべてのデータは平均±標準偏差として提示され、一元配置分散分析（ANOVA）を使用して統計的に比較されました。 p 0.05未満の値は、統計的に有意であると見なされました。

結果と考察

光触媒吸着剤AgZnO / POMナノコンポジットのTEM分析

光触媒吸着剤AgZnO / POMナノコンポジットの粒度分布と形態をTEMとSEMで分析しました。図1aでは、AgZnO / POMナノコンポジットは、凝集のない均一な粒子サイズです。 AgZnO / POMsナノコンポジットのTEM顕微鏡写真を測定することにより、粒子サイズ分布のヒストグラムが得られました。 AgZnO / POMナノコンポジットの平均粒子サイズは約19.5nmであり、これはガウス分布と一致していました。図1bは、AgZnO / POMの高分解能透過型電子顕微鏡（HRTEM）画像を示しています。明らかに、ナノコンポジットは非常に規則的な格子で分布しており、1.44Åの間隔はAg（220）平面に対応し、2.47Åの間隔はZnO（101）平面に割り当てられています。青い点線と緑の点線の間の約1nmの間隔は、POMで分散される場合があります[27]。元素マッピング（図1c–k）は、AgZnO / POMナノコンポジットにおけるP、O、Ag、Cu、Mo、N、C、およびZnの分布を確認し、AgZnOとPOMがAgZnO / POMナノコンポジットに同時に存在することを示しました。その結果、光触媒吸着剤AgZnO / POMsナノコンポジットの形成が確認されました。

a TEM顕微鏡写真と図は、AgZnO / POMナノコンポジットの粒子サイズヒストグラムを示しています。 b 単一のAgZnO / POMのHRTEM、 c STEM顕微鏡写真と d – k AgZnO / POMsナノコンポジットの対応する元素マッピング

光触媒吸着剤AgZnO / POMナノコンポジットのXRD分析

調製した光触媒吸着剤AgZnO / POMsナノコンポジットの構造をXRDで分析しました。図2cでは、38.2°、44.4°、64.6°、および77.4°でのAgZnOハイブリッドナノ粒子の紫色の列図でマークされた回折ピークは、Agの特徴的なピークに対応しています（JCPDS No. 04-0783）。 31.7°、34.5°、36.5°、47.6°、56.7°、62.8°および67.7°の青い列図でマークされたピークは、ZnO（JCPDS No. 36-1451）の特徴的な回折ピークに対応します。図2bの8.7°〜30.7°のピークは、POMの回折ピークです[19]。光触媒吸着剤AgZnO / POMナノコンポジットの回折パターン（図2a）では、POM（図2b）とAgZnOハイブリッドナノ粒子（図2c）の回折ピークが同時に再現されます。結果は、AgZnO / POMsナノコンポジットの形成を確認しました。

a のXRDパターン AgZnO / POMナノコンポジット、 b POM、 c AgZnOハイブリッドナノ粒子（紫と青の縦棒グラフは、それぞれAgとZnOのラベルが付いたカードの縦棒グラフです）

光触媒吸着剤AgZnO / POMナノコンポジットのFTIR分析

AgZnO / POMナノコンポジット、POM、およびAgZnOハイブリッドナノ粒子のFTIRスペクトルを図3a〜cに示しました。図3aに示すように、3370 cm ^-1 の振動ピーク H ₂ が原因です O水素結合。 1680〜1133 cm ^-1 の間隔で現れる振動のピーク 配位子2-ピリジンカルボキサミドに起因します。 P-O結合の伸縮振動は、1120〜1008 cm ^-1 の範囲で現れます。 [28、29]。振動のピークは905cm ^-1 および662cm ^-1 νに起因します （Mo–O _{ブリッジング} ）ボンドとν （Mo–O _{ターミナル} ）それぞれ結合[29]。 POMの特徴的な吸収ピークは、光触媒吸着剤AgZnO / POMナノコンポジットのマップに表示されます。図3cでは、512 cm ^-1 での強い吸収 Zn-O結合の振動を明確に反映しており、対応するピークが図3bにも表示されます[30]。上記の特徴的な吸収ピークは、光触媒吸着剤AgZnO / POMナノコンポジットのFTIRスペクトルにも存在し（図3b）、ナノコンポジットが合成されたことを確認しています。

a のFTIRスペクトル POM、 b AgZnO / POMsナノコンポジットおよび c AgZnOハイブリッドナノ粒子

光触媒吸着剤AgZnO / POMナノコンポジットのXPS分析

図4では、XPSスペクトルはC1（284.8 eV）を使用して較正されています。 XPSの全スペクトルから、C、O、N、P、Zn、Mo、Cu、Agのピークを観察できます（図4a）。図4bでは、AgZnO / POMナノコンポジットは、Zn 2 p の主要領域に対応して、約1022eVと1045eVに結合エネルギーの2つのピークを示しています。 _3/2 およびZn2 p _1/2 [31]。最初のピークは、Zn ²⁺ に起因します。 無酸素酸化亜鉛中のイオン[32]。 367.2eVと373.2eVのピーク（図4c）は、Ag 3d _5/2 に対応します。 および3d _3/2 金属Agの状態。バルク銀（それぞれ約368.2eVおよび374.2eV）と比較して、Ag 3d状態のピークは、AgとZnOの接触に起因するAgZnOハイブリッドナノ粒子の低い値に大幅に移行します[33]。図4dは、Cu 2p _3/2 のエネルギー領域にある934.9eVと954.7eVのピークを示しています。 およびCu2p _1/2 Cu ²⁺ に起因 、Cuが主にCu ²⁺ の形で存在することを示します [34、35]。図4eは、P 2 p のP–Oピークに対応する、133.2および134.1eVのピークを示しています。 _3/2 およびP2 p _1/2 、それぞれ[36]。図4fは、Mo 3 d の主要な領域に対応する235.8および232.3eVのピークを示しています。 _3/2 およびMo3 d _5/2 、それぞれ、Moの原子価が主にMo ⁶⁺ であることを示しています [37]。分析は、AgZnO / POMナノコンポジットがAgZnOとPOMを含むことを示しています。

AgZnO / POMナノコンポジットのXPSスペクトル a フルスペクトル、 b Zn 2 p 地図、 c Ag 3 d 地図、 d Cu 2 p 地図、 e P 2 p マップ、 f Mo 3 d 地図

光触媒吸着剤AgZnO / POMナノコンポジットのUV-Vis分析

水溶液中の光触媒吸着剤AgZnO / POMsナノコンポジットのUV-Vis吸収スペクトルを図5に示します。AgZnO/ POMsナノコンポジットには、それぞれ209 nm、260 nm、365 nm、380-420nmに4つの吸収バンドがあります。 365 nmの吸収帯は、ZnOの特徴的な吸収帯です[21]。 380〜420 nmでの吸収により、ZnOとAgの混成軌道、およびAgとZnO間の界面電子相互作用が明らかになります[38]。 209nmと260nmの吸収帯は、O _末端の電子移動によるPOMに起因します。 →MoとO _{ブリッジング} →POMのMo [19]。結果は、AgZnO / POMsナノコンポジットが優れた光学特性を持っていることを示しています。

光触媒吸着剤AgZnO / POMナノコンポジットのUV-Vis吸収スペクトル

光触媒吸着剤AgZnO / POMナノコンポジットのPL分析

光触媒吸着剤AgZnO / POMナノコンポジットの固体蛍光発光スペクトルは、それぞれ241 nm（図6a）および380 nm（図6b）の励起波長で検出されました。図6aに示すように、AgZnO / POMナノコンポジットは、393nmに発光ピークを持っています。これはPOMの393nmにある固体蛍光発光ピークに対応します[39]。図6bAgZnO / POMナノコンポジットは、AgZnOハイブリッドナノ粒子の発光ピークにそれぞれ対応する465 nm、489 nm、および596nmの3つの発光ピークを示しています。 465nmと489nmでの青色発光のピークは、通常、光で生成されたZnOの正孔と、ナノコンポジットが占める酸素空孔によって引き起こされます[40]。約596nmでの発光は、一般に、ZnOの深い欠陥層での電子と価電子帯の正孔の再結合によって引き起こされると考えられています[41]。結果は、AgZnO / POMsナノコンポジットが優れた光学特性を持っていることを示しています。

a 励起波長λのPOMおよびAgZnO / POMの固体PL発光スペクトル _ex =241 nm、 b 励起波長λのAgZnOおよびAgZnO / POMの固体PL発光スペクトル _ex =380 nm

BMの削除

AgZnO / POMsナノコンポジットの吸着および光触媒活性は、水溶液からBMを除去することによって研究されました。 BM除去実験では、AgZnO / POMの投与量とBMの濃度が非常に重要なパラメーターです。一連の最適化実験を通じて、AgZnO / POMの投与量とBM濃度の最適な値はそれぞれ5mgと15mg / Lです（追加ファイル1：図S1）。図7aは、さまざまな間隔でAgZnO / POMナノコンポジットを含むBM溶液のUV-Vis吸収スペクトルです。図7bは、（1）POM、（2）AgZnO、および（3）AgZnO / POMナノコンポジットの存在下でBMを除去するための比較研究を示しています。ここで、縦軸はC / C ₀ です。 、ここで、Cはさまざまな時間間隔でのBMの対応する濃度であり、C ₀ BMの元の濃度です。図7aおよびbと組み合わせると、BMの吸収ピーク強度は0〜30分で徐々に減少し、30〜50分で変化せず、暗所で攪拌しながら吸着平衡に達し、その後50分後に減少することがわかります。紫外線照射の増加に伴い、AgZnO / POMナノコンポジットの吸着および光触媒活性を示しています。光触媒吸着の相乗効果を検証するために、水溶液からのBMの除去実験を、5mgの量のAgZnO / POM、POM、およびAgZnOを使用して調査しました。除去率はそれぞれ94.13％±0.61、55.27％±0.83、73.77％±1.17でした。 BMの除去率は、光触媒吸着剤AgZnO / POMと比較して、POM吸着剤のみまたはAgZnO光触媒のみを使用した場合に大幅に減少しました（図7b）。これは主にAgZnOとPOMの相乗効果によるものであり、相乗効果は2​​つの側面に分けることができます。（1）AgZnO / POMのコアシェル構造では、シェル層（POM）がBM分子を非常に容易に吸着できます。吸着されたBM分子はコア（AgZnO）の周りに閉じ込められ、次の光触媒分解に有益です。 （2）POMの酸素に富む構造は、光生成された e の再結合を防ぐことができます ⁻ および h ⁺ 分離効率をさらに向上させます。図7cは、それぞれUV光およびVis照射下でのPOM、AgZnO、およびAgZnO / POMナノコンポジットによるBMの除去の比較ヒストグラムを示しています。 UVまたは可視光照射下に関係なく、光触媒吸着剤AgZnO / POMは、吸着剤POMおよび光触媒AgZnOよりも高い除去効率を示します。 BMを除去するためのAgZnO / POMの除去率は94.13％±0.61であり、UV光照射下でのPOM（55.27％±0.83）およびAgZnO（73.77％±1.17）よりもはるかに高い。最近報告されたBMの除去に関する研究と比較して、AgZnO / POMは、他の場合よりも優れたパフォーマンスを示しています（追加ファイル1：表S1）。さらに、BMを除いて、AgZnO / POMは水溶液からゲンチアナバイオレット（除去率：90.30％±0.58）とメチレンブルー（除去率：89.00％±1.00）を効果的に除去することもできます（追加ファイル1：図S2）。

a AgZnO / POMsナノコンポジットを含むBM溶液のUV-Vis吸収スペクトル b BMを除去するためのさまざまな材料の除去曲線、曲線：（1）POM、（2）AgZnO、（3）AgZnO / POMナノコンポジット（実験は3回繰り返されました）、 c UVおよびVis照射下でのPOM、AgZnOおよびAgZnO / POMナノコンポジットによるBMの除去のヒストグラム（実験は3回繰り返されました）

N ₂ AgZnOナノ粒子と光触媒吸着剤AgZnO / POMナノコンポジットの吸脱着等温線は、自動物理/化学吸着装置を使用して決定されました。図8では、両方のサンプルが典型的なタイプIVの等温線を示しており、メソポーラス構造の存在を示しています[42]。ヒステリシスループの相対位置と高さの分析結果（図8）によると、AgZnOナノ粒子（図8a）の比表面積（BET）は28.682 m ² です。 / gであり、AgZnO / POMsナノコンポジットのBET（図8b）は33.535 m ² です。 / g。結果は、2つの組み合わせによって得られたAgZnO / POMナノコンポジットの比表面積が高く、これは暗条件下でのコンポジットの吸着性能の向上に対応していることを示しています。

a N ₂ AgZnOハイブリッドナノ粒子の吸着-脱着等温線、 b N ₂ AgZnO / POMsナノコンポジットの吸着-脱着等温線

疑似一次および疑似二次速度論モデルを使用して、AgZnO / POMナノコンポジットの実験データを適合させました。

（1）と（2）では、 q ₀ は t での吸着量です =0、 q _e は平衡吸着量、 q _t は時間 t での吸着量です 、 k ₁ および k ₂ は、それぞれ疑似1次および疑似2次の反応速度定数です。

AgZnO / POMナノコンポジットによるBMの除去の速度論的プロットを図9に示し、結果を表1に示します。相関係数（ R ² ）疑似二次モデル（0.9997と0.9736）は、暗所と紫外線下でそれぞれ疑似一次モデル（0.3471と0.9380）よりも高かった。さらに、誤差値を示す残差平方和（SSR）と呼ばれる別のパラメーターは、疑似2次反応速度モデルでは小さくなります。したがって、AgZnO / POMsナノコンポジットによるBMの除去の吸着プロセスと光触媒プロセスの両方が、疑似二次速度論に従ったことを示すことができます。結果は、AgZnO / POMナノコンポジットの除去率は、主にコンポジットの化学的吸収と電子移動能力によるものであることを示しています[27、43]。

AgZnO / POMsナノコンポジットによるBMの除去の速度論的プロット a および b 疑似一次反応速度論、 c および d 疑似二次反応速度論

BMの除去は、2つの要因に起因する可能性があります。1つは、水溶液からBMを吸着するための吸着剤としてのPOMです。第二に、吸着されたBM分子はAgZnO光触媒を介して分解される可能性があります。図10に示すように、BM分子がPOMを介してAgZnOの周囲に吸着および閉じ込められると、AgZnOナノ粒子はUV光によって励起され、光生成された e ⁻ と穴（ h ⁺ ）はZnOによって生成されます（Agは電子受容体として機能します）。さらに、POMの酸素に富む構造は、光生成された e の再結合を防ぐのにも役立ちます。 ⁻ および h ⁺ したがって、分離効率がさらに向上します。光生成された e ⁻ 化学吸着された酸素分子と反応してスーパーオキシドラジカルを形成することができます（˙O ₂ ⁻ ）。同時に、 h ⁺ ZnOの価電子帯では、ヒドロキシル基と反応してヒドロキシルラジカル（˙OH）を形成します。 h ⁺ 、˙OHおよび˙O ₂ ⁻ 光触媒の過程で生成されるものは、BMの分解に重要な物質です[19、27、44]。これらの作成された中間体は、反応性が高く（つまり強い酸化）、BM色素をCO ₂ に酸化する能力があります。 、H ₂ Oおよびいくつかの対応する単純な化合物。その結果、AgZnO / POMナノコンポジットの除去率は、AgZnOとPOMを組み合わせてナノエンジニアリング全体にすることで大幅に向上します。光触媒吸着剤AgZnO / POMsナノコンポジットは、特にBMの場合、水質汚染から芳香族有機染料を効率的に除去できる新しいタイプの染料除去剤として期待されています。さらに、フリーラジカルの生成をさらに証明するために、活性酸素種（ROS）スカベンジャーを利用して、光触媒プロセス中にROSを排除しました。 1,4-ベンゾキノン（BQ）とイソプロパノール（IPA）はフリーラジカルスカベンジャーです。 BQとIPAは、O ₂ を迅速に除去できます。 ⁻ それぞれラジカルと˙OHラジカル[45、46]。フリーラジカルスカベンジャー（BQおよびIPA）をBMの除去実験に追加すると、BMの除去率が大幅に低下します。 BQ + AgZnO / POMの場合、BMの除去率は94.13％±0.61から52.17％±0.76に低下します。 IPA + AgZnO / POMの場合、BMの除去率は94.13％±0.61から57.70％±0.70に低下します。このような結果は、主要な活性物質（˙OHおよび˙O ₂ ⁻ ）は、AgZnO / POMナノコンポジットからBMを除去するプロセスで生成できます（追加ファイル1：図S3）。

AgZnO / POMsナノコンポジットによるBMの除去の概略図

BMを除去するためのナノコンポジットの再現性を調査するために、AgZnO / POMナノコンポジットを収集して洗浄しました。収集したナノコンポジットを使用して、同じ反応条件下で5回繰り返し実験してBMを除去しました。図11aに示すように、AgZnO / POMナノコンポジットでのBMの除去率は、5サイクル後にわずか7.33％（94.13％±0.61から86.80％±1.58）減少しました。わずかな減少は、AgZnO / POMの損失に対応する可能性があります。洗浄中のナノコンポジット（AgZnO / POMの平均回収率は96.3％）。図11bは、BM除去前後のAgZnO / POMナノコンポジットのFTIRスペクトルが類似していることを示しています。ナノコンポジットは優れた安定性と耐性の軽い腐食を持っていることが証明できました（スキーム1）。

a 5サイクルのリサイクル除去BMのヒストグラム（各サイクル実験は3回繰り返されました）、 b 5サイクル前後のAgZnO / POMナノコンポジットのFTIRスペクトルの比較

AgZnO / POMsナノコンポジットの合成図

結論

結論として、光触媒吸着剤AgZnO / POMsナノコンポジットは、AgZnOハイブリッドナノ粒子とPOMを組み合わせることによって合成されました。 TEMおよびHRTEMは、AgZnO / POMナノコンポジットが均一であり、粒子サイズ分布が狭く、凝集がないことを示しました。二官能性光触媒吸着剤AgZnO / POMsナノコンポジットは、吸着と光触媒作用により、94.13％±0.61の除去効率で水溶液から耐火性BMを効果的に除去することができます。 BMを除去するためのAgZnO / POMsナノコンポジットの吸着プロセスと光触媒プロセスは、疑似二次速度論に従いました。 AgZnO / POMsナノコンポジットの除去効率は、5サイクルの使用後もほとんど変化しないことがわかりました。これは、ナノコンポジットが水溶液中のBMで十分な安定性を持っていることを示しています。 BM除去前後のAgZnO / POMナノコンポジットのFTIRスペクトルはほとんど変化せず、ナノコンポジットの安定性をさらに示しています。二官能性光触媒吸着剤AgZnO / POMsナノコンポジットは、トリフェニルメタンを含む耐火性有機染料廃水の処理に応用できる可能性があります。

データと資料の可用性

現在の調査ではデータセットが生成または分析されていないため、データ共有はこの記事には適用されません。

略語

AgZnO / POM：

AgZnO /ポリオキソメタレート

POM：

ポリオキソメタレート

HL：

C ₆ H ₆ N ₂ O

M：

基本的なマゼンタ

Agac：

酢酸銀

Zn（acac） ₂ ：

亜鉛（II）アセチルアセトナート

PEO-PPO-PEO：

トリブロック共重合体ポリ（エチレングリコール）-ブロック-ポリ（プロピレングリコール）-ブロック-ポリ（エチレングリコール）

Cu-POM：

[Cu（L） ₂ （H ₂ O） ₂ ] H ₂ [Cu（L） ₂ P ₂ Mo ₅ O ₂₃ ]・4H ₂ O

TEM：

透過型電子顕微鏡

HRTEM：

高分解能透過型電子顕微鏡

SEM：

走査型電子顕微鏡

XRD：

X線粉末回折

FTIR：

フーリエ変換赤外

XPS：

X線光電子スペクトル

UV–vis：

紫外可視スペクトル

PL：

フォトルミネッセンススペクトル

ベット：

比表面積

R ² ：

相関係数

SSR：

残差平方和

BQ：

1,4-ベンゾキノン

IPA：

イソプロパノール