有效的光降解甲基橙使用流化床反应器含有交联壳聚糖嵌入式Nano-CdS光催化剂

文摘

Chitosan-based光催化剂复合材料包含CdS纳米晶体和没有戊二醛和环氧氯丙烷交联治疗研究和催化光降解甲基橙溶液的检查。此外,催化剂用量的影响,最初的染料浓度、pH值和初始染料溶液的光降解动力学研究。在这项研究中,初始溶液pH值的影响比其他因素更重要。光催化剂复合可以去除99%的染料80分钟pH值4。催化剂合成的特点是采用x射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、热重分析(TGA)、傅里叶变换红外(ir),可见反射光谱。所涉及的甲基橙染料去除机制初始吸附过程光降解紧随其后。吸附过程进行了pseudo-second秩序动力学,而光降解Langmuir-Hinshelwood动力学。虽然戊二醛交联壳聚糖增强初始染料吸附的环氧氯丙烷交联催化剂合成了一个更好的整体去除染料性能,特别是在光降解的一步。都和不使用环氧氯丙烷交联壳聚糖胶囊催化剂表现出类似的准一阶光降解动力学常数为0.026分钟⁻¹和相同的染料去除能力。催化剂复合可以重用,但光催化活性下降先后在每个周期。

1。介绍

纺织行业是纺织废水污染的主要来源1]。废水从纺织工厂经常和强烈的颜色,需要包含污染物排放前处理。这些污染物对环境的潜在威胁,新技术去除染料废水是高度期望的(2]。由于高可变性纺织废水的成分与生物降解的染料日益稳定,大多数传统的物理化学方法如絮凝、吸附和生物治疗相对无效的染料(3,4]。此外,生物降解需要营养物质(5,6)和由此产生的产品可能比原来更多的有毒污染物(7]。最近,已经受到了人们足够的重视,利用半导体催化剂的催化光降解,光致激发半导体产生的空穴和电子,可以作为氧化剂和还原剂,引发各种染料的降解反应4,8- - - - - -10]。大多数研究人员关心的是半导体催化剂的强度,这通常是在纳米尺度的粒子的形式生产。然而,后处理nanocatalysts分离是困难的高成本和耗费时间(11- - - - - -18),阻碍了经济复苏。此外,nanocatalysts容易聚合和降低催化效率产生的聚合阻碍转移电荷载体表面和增加复合的概率(3,13,15,18- - - - - -20.]。此外,一些半导体,比如措(20.)和cd (14,21),很容易受到photocorrosion和释放重金属二次污染物。海藻酸(11,22),醋酸纤维素(12),壳聚糖(3,4,19,23- - - - - -26,聚己二烯dimethylammonium)氯21)据报道的例子稳定催化剂固定化材料和提高他们的实际可用性以及他们的回忆和废水处理后可重用性(25,27,28]。为了达到去除效率高、固定材料应该允许光降解污染物的吸附和渗透。壳聚糖可以带来更多的染料分子通过吸附和催化网站到附近的半导体与他们(反应25]。吸附染料作为敏化可以和激发态染料分子将高能电子注入半导体的导带和这一现象提供了另一种途径降解[4]。虽然壳聚糖是一种常见的水溶性生物聚合物,它是脆弱的和修改通常需要为应用程序提高其机械强度。特别是,化学交联,如戊二醛(3,26,28,29日),环氧氯丙烷(16,27)、三聚磷酸盐(27据报道,提高强度和催化剂的固定化。

在这个工作中,壳聚糖与immobilzed CdS纳米颗粒被准备,甲基橙的降解的影响(图1研究了不同实验条件下。noncross-linked和交联壳聚糖矩阵进行了研究。pH值等其他因素影响和初始染料浓度也会调查,光催化剂的可重用性检查。

因为流化床反应器允许优秀的催化剂和反应物之间的接触以及良好的传热传质(30.- - - - - -32),一个流化床photoreactor沉浸灯采用管在这工作。

2。实验

2.1。材料

所有化学品都来自Sigma-Aldrich除非另有说明。购买商用壳聚糖是源于虾壳。硝酸镉(Cd(没有₃)₂h·4₂O)和硫脲((NH)₂)₂CS)被用作制备的前驱的cd。50% (w / w)戊二醛在水中(购自穿越)和环氧氯丙烷作为交联剂。甲基橙(MO)获得国际实验室美国的商业产品和选择的染料光化学降解研究没有进一步净化。Milli-Q水被用于解决方案准备和AR级氢氧化钠(氢氧化钠)和硝酸(HNO₃)用于pH值调整。

2.2。准备各种基于壳聚糖的复合催化剂

根据朱chitosan-based催化剂复合材料准备和同事(3,28,29日]。股票的壳聚糖溶液(2% w / w)是由溶解商用w / w HNO壳聚糖为1%₃,解决方案是离心机清除nondissolvable物质。100毫升的壳聚糖的解决方案是混合3.07 g的Cd(没有₃)₂h·4₂w / w O解决方案(62%)使用电磁搅拌器在一夜之间。然后,300毫升的DDI水一滴一滴地加前添加了60毫升1 M氢氧化钠。进一步的搅拌和声波降解法允许的凝固壳聚糖。酒被丢弃和壳聚糖均质成小块。Milli-Q水添加和合成混合物的pH值调整到10 w / w HNO增加10%₃解决方案在磁搅拌。混合物加热到60°C,和10毫升的硫脲溶液(40毫克/毫升)添加一滴一滴地在45分钟。0.3 M氢氧化钠添加反应pH值10。添加硫脲溶液后,解决方案是激起了60°C为另一个1 h。合成固体与Milli-Q水然后甲醇洗两次烘干在50°C。在这项研究中,使用各种交联剂的影响也被研究使用戊二醛、环氧氯丙烷。交联催化剂复合材料准备使用过程类似于所描述的Wan戈et al。33]。戊二醛交联制备的复合,1.50 g复合搅拌在120毫升Milli-Q水。然后,1.0毫升50% w / w戊二醛是补充说,混合溶液的pH值是通过使用8.0调整到0.3 M氢氧化钠。反应混合物搅拌过夜。制备的环氧氯丙烷交联复合,3.00 g复合在50°C和300毫升水的pH值的解决方案是通过添加10.5调整到0.3 M氢氧化钠1.0毫升环氧氯丙烷之前补充道。反应混合物然后进一步激起了另一个3 h。合成交联催化剂复合材料被Milli-Q水和甲醇洗两次,然后在烤箱烘干50°C。

2.3。催化剂表征复合材料

x射线衍射(XRD)模式被描述晶体结构内的样本在Rigaku SmartLab x射线衍射仪。使用Bragg-Brentano聚焦模式。测量了铜Kα辐射(= 1.54)的范围= 10 - 80°。扫描速度、管电压和阳极电流5°/分钟,45 kV和200毫安。透射电子显微镜(TEM)获得的图像是通过使用一个JEOL jem - 2100透射电子显微镜在加速电压200 kV。样品的热重分析(TGA)和2 - 4毫克样品进行PerkinElmer TGA7热重量分析仪进行氮气氛下从30到780°C的升温速率5°C /分钟。的傅里叶变换红外(ir)光谱波数4000至450厘米⁻¹,记录使用KBr磁盘方法PerkinElmer Spectrum100红外光谱分光计。可见反射光谱得到使用柯尼卡美能达cm - 3500 d分光光度计。

2.4。染料的吸附和降解

吸附实验前进行了光降解实验。0.3 g光催化剂与280毫升搅拌和混合染料溶液的浓度10 ppm,除非另有说明。吸附动力学研究以2.0毫升的样品溶液以固定时间间隔(0、1、5、10、15、20、30和60分钟)和监控1小时。在这项研究中,pseudo-second顺序吸附模型用于研究选定的颜色通过吸附去除染料。线性化形式的动力学模型34](见(1)提出了如下: 吸附容量()可以确定从染料溶液的浓度的表达式 在哪里时间= =吸附容量;=平衡吸附容量;=染料初始浓度;时间= =染料浓度;=染料溶液的体积;=吸附剂的质量;= pseudo-second顺序吸附速率常数;和=时间吸附。

为了研究莫的光催化降解,混合物被转移到流化床photoreactor [30.最大体积的350毫升(图2)。它由一个沉浸灯管150 W紫外线屏蔽(宽带发射主要是在400 - 600纳米的紫外线泄漏< 26 mW)金属卤化物灯(欧司朗POWERSTAR HQI-TS 150 W / D),反应容器和一个倒锥形底焊接玻璃管空气供给。空气供给函数也可以作为反应的搅拌。在光降解之前,空气净化1 h没有光照明,使吸附平衡。光降解反应是由25°C使用冰水浴冷却的目的。光降解动力学研究以2.0毫升的样品溶液在适当的时间间隔(0、5、10、15、20、25、30、45、60和75分钟除非另有说明)。获得的样本离心去除任何悬浮光催化剂,然后分析了PerkinElmerλ25紫外可见吸收光谱仪,和光谱波长范围从210年到700年被记录在案,并且吸光度在464 nm监控为基础确定莫浓度在不同的时间间隔。密苏里州的水浓度监测如上所述吸附和催化剂复合材料的光降解动力学或没有与戊二醛交联环氧氯丙烷。催化剂用量的影响,初始溶液的pH值,初始染料浓度的催化剂组合可以通过持续的监控研究的染料浓度。

准一订单(3,4,9,25,26,28,35- - - - - -38)(俗称Langmuir-Hinshelwood动力学模型(12)通过光降解动力学模型用于研究颜色删除所选的染料。模型方程(3提出了如下: 在哪里是染料的浓度在反应时间=,染料初始浓度的时间= 0,然后呢是准一阶动力学常数。

为了确保颜色去除在光降解步骤吸附,而是大量的残余染料,吸附在光催化剂光降解是由后复合浸泡催化剂使用到40毫升0.5 M氢氧化钠溶液测量染料提取使用催化剂的浓度。中的残余染料可以确定论文通过分析合成的染料浓度氢氧化钠溶液用紫外可见吸收光谱法,估计和残余染料总量的百分比 在哪里染料初始浓度;光降解后染料浓度;解吸后的染料浓度;染料溶液的初始体积;光降解后染料溶液的体积;和水的体积氢氧化钠用于染料的解吸。

3所示。结果与讨论

3.1。XRD和TEM

Soltani和同事(39]报道了XRD的立方和六角CdS纳米晶体。立方纳米晶体,山峰可以观察到2θ值为26.4°,43.8°,51.9°,和71.2°,对应于(111)、(220)、(311)和(331)面心立方结构的水晶飞机,分别。六角形结构,达到2θ值24.8°,26.5°,28.2°,36.6°,43.7°,47.8°,51.8°,67.1°,和75.9°,完美匹配的(100)、(002)、(101)、(102)、(110)、(103)、(112)、(203)和(204)水晶飞机,分别观察。图3显示了CdS的XRD分析复合材料的晶体结构,和报告的结果是类似于朱et al。3]。峰出现在XRD模式2θ值为25.3°,26.8°,28.0°,43.9°,48.0°,52.2°,67.0°,74.8°。有趣的是发现x射线衍射模式具有相同的峰值位置,但它有一个不同的模式的强度比六角cd结构据雷耶斯和Velumani40)以及标准cd (“#: 067776)。类似的报道XRD模式麦尔et al。41),他们报告说,这个观察是由于晶体的两种形式的混合物。重叠的山峰与米勒指数(111),(220),(311)立方cd以及密勒指数的山峰(002),(110)和(112)六角cd在XRD结果显示模式。高峰在2θ= 19.8°可能是壳聚糖的结晶峰42],XRD峰表示宽宏大量的纳米晶体的存在。的平均大小的晶体结构内cd综合计算分析的x射线衍射数据达到2θ= 43.9°的谢乐公式(41,纳米晶体的大小是46.0计算。

图4(一)TEM图像显示包含CdS纳米颗粒催化剂复合粒子,黑暗中颗粒封装在相对透明的壳聚糖。图4 (b)观察在高功率放大,水晶CdS纳米颗粒封装在非晶壳聚糖。CdS纳米晶体颗粒的大小观察具有可比性的平均大小由XRD数据用谢乐公式(4.6海里)。广泛聚合CdS纳米晶体中观察到的TEM图像(图4 (c))。

3.2。矫正性大动脉转位

复合催化剂的热稳定性评估热重量分析(图5)。TGA曲线显示3部分,30 - 280°C, 280 - 400°C, 400 - 780°C。第一部分显示大约12%的体重,应清除吸附和束缚水的结果。部分280 - 400°C演示了快速减肥和特定的分解反应应该参与。最后一节400 - 780°C显示一个相对缓慢的减肥,这应该是由于一些非特异性分解反应的有机残留物。

3.3。傅立叶变换红外光谱

图6显示了傅立叶变换红外光谱(a)的壳聚糖,(b) CdS-loaded没有交联壳聚糖,(c)环氧氯丙烷交联壳聚糖/催化剂复合,和(d)戊二醛交联壳聚糖/复合催化剂。纯壳聚糖的主要区别,CdS-loaded壳聚糖伸缩振动的转变,这是3420厘米⁻¹纯壳聚糖和3397 - 3379厘米⁻¹引入后的cd。与noncross-linked复合(b)相比,峰值与nh有关₂弯曲,原本位于1647厘米⁻¹,稍微转移到1654厘米⁻¹,这表明北半球₂可能会改变席夫碱(C = N) (43,44]。吸收带大约1562厘米⁻¹戊二醛交联复合增强,形成了一个肩膀,蒙泰罗和Airoldi同意观察的44]。这一观点可能与戊二醛的self-reaction通过醇醛缩合形成不饱和聚醛(45]。胡和同事(46)还指出,观察可能是由于壳聚糖由不饱和聚醛交联的可能性。另一个证据表明,交联反应可以由弱吸收峰值为1420和1320 cm⁻¹,nh变形振动和免费的完整的壳聚糖- cn伸缩振动。戈和Fatinathan47)建议使用氨基酸组后交联反应是一个很好的解释两种壳聚糖削弱的红外吸收。进一步的证据表明,一个小的突出被发现在1105厘米的红外透射光谱⁻¹交联后一步,别府et al。48)认为,这可能是由于减少脂肪族氨基酸组的数量。的红外光谱谱环氧氯丙烷交联催化剂复合noncross-linked都一模一样,其中一个。环氧氯丙烷交联消耗的一部分-哦组壳聚糖背骨和形成新的切断,-哦组和亚甲基组,这种变化是不容易在谱系分化。

3.4。可见反射

带隙半导体可以确定通过测量反射400 nm和700 nm之间使用Tauc关系[49,50]。某些半导体的带隙提供信息在晶体粒度增加观察到的吸收边蓝移和减少晶体大小,由量子限制效应引起的。据库马尔和同事(49),光吸收系数之间的关系,波长的光,带隙()如下: 在哪里=吸收系数,=光能量,不同的不同的过渡是一个常数,=材料的带隙。

的Tauc阴谋对收益率一行,拦截的直线外推法给出了带隙能量。不透明的材料,很难测量吸收系数和数学模型(见(6)是用于带隙能量的计算49,50]。考虑以下: 在哪里和分别反射的最大和最小值,然后呢在给定的光子能量反射吗。

数据7(一)和7 (b)反射率与波长的百分比图和相应的Tauc情节,分别。的决定复合是2.40 ev。这个值表明,带隙内cd散装光盘材料的复合是相同的(51]。

3.5。染料降解机制的研究用紫外可见吸收光谱

可以提供紫外可见光谱信息在实验染料的结构变化。整个过程(我)一个初始吸附步骤与光,(2)一个小时空气净化步骤,和(3)光在光降解(图8 (d))。空气净化一步是确保氧气并不局限在光降解步骤。数据8(一个)和8 (d)描述变化的紫外可见吸收光谱和浓度变化在整个吸附降解和步骤。莫解决方案的紫外可见吸收光谱的特征是2个特征峰;最大的主要峰位于464 nm,显示颜色是来自整个发色团与偶氮组和另一个峰值最大位于271 nm紫外线地区出现从“苯环”莫分子结构3]。在吸附和空气净化,吸收峰值减少相同的相对速度。吸附、一个小时后,莫浓度降低到初始值的70%。可以确定初始吸附动力学的吸收峰,和动力学数据安装pseudo-second订单率法(图8 (b))。下列光降解过程中,两个特征光谱吸收峰(464 nm和271 nm)不再减少相同的相对速率(图8 (c)),但与的0.026和0.0063分钟⁻¹,分别。动力学数据隐含的催化光降解过程更高效的破坏比芳香环偶氮键。最初也是有趣的观察,峰值位于464 nm转向380海里和峰值最初位于271 nm转向较低的波长在光降解的一步。最初的转变峰在可见区域将由外围组修改的染料36],最初峰位于271 nm的破坏所造成的增长芳香环和重叠的吸收边缘,位于< 240 nm波长。吸收边的增长可能是由简单的光降解产生的碎片。系统没有光催化剂(空白)显示没有染料光解后75分钟的照明(图8 (d))。

3.6。交联复合催化剂对染料去除的效果

研究人员总是交联壳聚糖提高其机械强度,耐热性(26),和化学稳定性16]。天然壳聚糖能够迅速地溶解于酸性pH值,以及交联可以帮助其应用在低博士通常,交联反应是针对壳聚糖分子的氨基或羟基组。的报道,环氧氯丙烷交联羟基戊二醛和三聚磷酸盐可能交联氨基酸组43,44,52]。Jawad和Nawi16)报道,由环氧氯丙烷交联提高TiO的催化活性₂/壳聚糖膜导致更快的光降解苯酚;可以提高苯酚去除2 h内从58%降至95%,交联可以提高针对光降解膜的化学稳定性。相比之下,李et al。27使用TiO)发现,甲基橙的降解₂固定在三聚磷酸盐交联壳聚糖比及其noncross-linked同行低得多。交联对染料的影响除了工作还分析了通过比较adsorption-photodegradation noncross-linked和交联催化剂复合材料的特征。CdS催化剂固定化在壳聚糖交联使用两种交联剂戊二醛和环氧氯丙烷而noncross-linked壳聚糖固定化催化剂(NC)被用来控制。我们发现戊二醛交联壳聚糖(GC)引起的可观察到的变化对染料吸附及光降解而环氧氯丙烷交联壳聚糖(EC)显示出了相似的吸附降解和去除效率比noncross-linked控制(数控)(图9)。的戊二醛交联壳聚糖(GC)显著提高吸附率和能力,这意味着在壳聚糖的氨基可能主要负责染料吸附和将其转换为席夫碱可能会改变和提高吸附过程53]。席夫碱将是更有吸引力比原来这些染料分子的氨基酸组轴承磺酸基团。有趣的是观察到的戊二醛交联壳聚糖嵌入式催化剂显示更高的初始吸附比其他样本。然而,最后染料脱色的戊二醛交联复合略次于noncross-linked或环氧氯丙烷交联复合。使用戊二醛交联复合光降解(GC),一些吸附染料分子在眠照明的最初阶段,这一现象可能是由于photodesorption染料(54- - - - - -58]。pseudo-second秩序动能和Langmuir-Hinshelwood动力学模型通常用于比较吸附并使用催化剂光降解动力学。在这项工作中,我们采用了这两种模型来比较催化剂的有效性,以及反应动力学可以使用动能表示比较的情节。高相关系数> 0.998通常是观察(图9)。有趣的是指出,使用戊二醛交联壳聚糖催化剂光降解(GC)不能适应Langmuir-Hinshelwood动力学模型= 0.65),原因可能是占据的重要的解吸初期的照明。催化剂的环氧氯丙烷交联壳聚糖(EC)显示出了相似的吸附速率常数(0.07 g / mg分钟。),光降解(0.026分钟⁻¹)noncross-linked控制(NC)。和不使用环氧氯丙烷交联壳聚糖封装cd催化剂表现出相同的最终染料去除90%。戊二醛交联方法增强吸附和80%的染料吸附在1小时的,没有环氧氯丙烷交联壳聚糖封装cd催化剂只能吸附染料的30%。然而,戊二醛交联方法没有任何改善,最后去除染料的光降解效率89%,photodecolorization概要文件被photodesorption扭曲在初始阶段的反应。当我们发现戊二醛交联催化剂复合(GC)不执行以及与环氧氯丙烷交联催化剂(EC),剩下的研究将利用环氧氯丙烷交联催化剂复合。

3.7。pH值对染料去除的影响

溶液pH值显著影响催化剂的性能(3,9,13,18,20.,28,30.,37,59- - - - - -68年],染料的去除效率环氧氯丙烷交联复合催化剂的初始pH值4,6,8,10进行了分析(图10)。结果表明,更高的吸附率和能力发生在较低的解决方案博士零电荷点的壳聚糖(pH值约8),将使质子化的氨基低pH值(69年]虽然磺酸甲基橙组(MO)仍将电离的pH值进行测试。强劲的阴离子莫分子之间的静电吸引和阳离子使质子化氨基壳聚糖组提高了吸附在低pH值(13,20.,25]。图11显示,光降解的密苏里州发生在所有测试pH值。莫吸附4 pH值非常高,光降解的pH值是蒙面,几乎没有观察到。pH值6和8,光降解去除80%以上的75分钟的照明除了pH值10只超过50%的光降解去除。吸附在pH值6 8和10之后pseudo-second秩序动力学(图10 (b)与高相关系数)> 0.996)和吸附的速率决定步骤似乎是化学吸附性质(70年]。图10 (c)表明光降解过程中pH值6,8、10后共同Langmuir-Hinshelwood动力学。在pH值4,高吸附杜绝染料光降解的量化和精确的解决方案是太低的决心。一般来说,我们的实验结果赞同朱镕基等人的工作(3]。为了确保染料与照明photodegraded而不是吸附染料的解吸实验结束后进行。图11描述解吸后残余染料总量的百分比是类似于残余染料染色后删除过程(包括吸附和降解过程)。吸附步骤可以使染料分子的催化部位靠近半导体光催化剂生成的立即反应与活跃的物种(20.,25]。此外,在pH值低于4.4,莫在醌型的分子存在形式和降解率可以进一步增加不稳定的偶氮键(13]。

3.8。染料浓度染料去除

吸附和降解过程被发现染料浓度(3,8,26,28,37,59,65年]。因此,实验了不同初始溶液浓度(5到20 ppm)(图12(一个))。吸附速率和容量与染料初始浓度增加。图12 (b)表明吸附过程遵循pseudo-second动力学相关系数高> 0.9991)不管最初的染料浓度。

光降解的染料初始浓度高会导致染料去除效率较低。(图的确定光降解动力学数据12 (c))准一阶速率法和相媲美,报道了朱et al。(3]。他们报告说,最初的染料浓度的速率常数10和20 ppm是0.029分钟⁻¹和0.011分钟⁻¹分别是接近我们的结果为0.026分钟⁻¹和0.012分钟⁻¹,分别。他们建议减少随着染料浓度可能是由于染料浓度较高,降低了光的光学路径长度达到光催化剂。此外,染料浓度的增加将提高染料分子吸附在光催化剂表面的吸附,防止和O₂光降解。一般来说,我们发现最初的反应速率增加而增加染料浓度相对较低的溶液浓度。这可能是由于反应频率之间的活跃网站和染料分子与染料浓度可能会增加,直到达成了一个最优值,和光子吸收染料分子变得非常关键的评估染料浓度(28]。增加吸附干扰降解中间体(67年)吸附的吸附到活动网站和减少和O₂光降解作用的必要条件。

3.9。催化剂用量对染色的影响

光催化剂用量的因素之一,决定了光降解动力学(9,37,59,65年),和实验进行了三个剂量(1.2,2.0,和2.8 g / L)(图13)。结果表明,吸附容量和光降解率与催化剂用量明显增加。增加催化剂用量从1.2到2.8 g /将增加染料去除效率从90%提高到99%(图(13日))。吸附过程遵循pseudo-second秩序与增加吸附动力学动力学常数(从0.07到0.18(图)13 (b)),而光降解动力学遵循准一阶动力学从0.026增长到0.06(图13 (c))。很明显,催化剂用量的增加会增加活动网站的可用性,更照亮更多的染料分子吸附和photodegraded [9,28,37,65年]。因此,光降解率与催化剂用量增加。

3.10。催化剂的可重用性复合材料

图14显示了复合催化剂研究的可重用性。评估效率和动力学常数的变化重用光催化剂,催化剂的2.8 g / L是检测3周期。有边际滴吸附速率常数()和平衡能力()3周期。光降解的动力学速率常数()从0.06(1日周期)下降到0.03分钟⁻¹(周期二)和0.023分钟⁻¹(第三周期)。染料脱色是轻度减少从99%(1日周期)在第二周期的94%和89%第三周期。一般来说,催化剂重复使用后保持充分有效。光催化剂的活动可能的损失是由于不敏感物种的吸附在光催化剂表面(65年)和支持矩阵(26]。我们的观察是在良好的协议与朱的报告等。3,28,29日),一个类似的光催化剂用于刚果红,CI酸性红66、甲基橙。

4所示。结论

壳聚糖封装cd催化剂制备的催化剂显示有效降解甲基橙。紫外可见吸收光谱表明,催化光降解过程更有效率比芳香基的染料生色团分子。染料降解的机制包括物理吸附,紧随其后的是一个光化学氧化的过程。吸附过程遵循pseudo-second吸附动力学,而光降解步骤遵循准一阶动力学。剂量的影响,最初的染料浓度、pH值,和交联剂对染料去除和催化剂复合可重用性。结果表明,催化剂表现良好在酸性pH值(99%去除pH值4)但在碱性pH值差(54%去除pH值10)。增加催化剂用量能提高去除效率,同时增加了最初的染料浓度从5到20 ppm可以减少染料去除效率与动力学速率常数()减少从0.55分钟⁻¹0.12分钟⁻¹。和不使用环氧氯丙烷交联壳聚糖封装cd催化剂表现出相同的0.026分钟⁻¹和相同的最终染料去除90%。环氧氯丙烷交联染料去除特征导致几乎没有变化。另一方面,戊二醛交联方法增强吸附,但光降解效率略有降低。是值得注意,复合催化剂可以重复使用,但催化活性下降先后在每个周期。

突出了

高效脱色可见光诱导光催化甲基橙溶液的使用壳聚糖固定化纳米cd。染料去除使用流化床与交联壳聚糖固定化nanophotocatalyst photoreactor加载。交联壳聚糖可以帮助光催化剂的回收。

利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

作者的贡献

围Szeto、气围菅直人和c·w·m .袁同样对本文亦有贡献。

承认

作者要感谢(i)研究资助(批准号G-YM35)分配给应用生物学和化学技术和(2)硕士研究生。奖学金分配给研究所的纺织品和服装,都是由香港理工大学提供。

引用

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