文摘

近年来,纳米粒子合成绿色合成得到了广泛关注简单,便宜,而且环保的方法相比,化学和物理合成方法。本文介绍了氧化锌纳米粒子的生物合成(氧化锌NPs),包括过程和机制。氧化锌NPs的形成影响因素进行了讨论。活跃的有机分子的存在植物提取物氧化锌的形成中发挥了重要作用NPs作为天然的绿色介质在金属离子还原过程。氧化锌NPs呈现出诱人的光催化特性由于电化学稳定性、高电子迁移率、大的表面积。在评估中,氧化锌光催化过程的程序和机制进行了研究。染料量的影响,催化剂,在光降解效率也考虑。本文为研究人员提供了有用的信息处理绿色合成氧化锌NPs。此外,它可以给调查人员提供不同的看法对biosynthesized氧化锌NPs的效率对染料降解及其限制。

1。介绍

消除环境污染一直受到人们的关注,得到了广泛关注。染料是认真考虑对环境有害,因为染料是高度溶于水(1,2]。通常,甲基橙、亚甲蓝若丹明B,刚果红,和橙色G用于几个行业包括制药、纺织和食品(3,4]。许多氧化剂代理用于降解有机污染物5]。在这些氧化剂、过硫酸盐作为氧化剂高度被认为是由于其高功效。尽管效率、过硫酸盐仍然有一些缺陷。效率取决于产生大量的自由基(6和高成本的操作7]。此外,大多数染料的耐aop和生物降解2]。因此,研究人员致力于纳米技术作为一种新的有前途的方式对染料的降解。

纳米颗粒(NPs)指纳米材料尺寸介于1和100 nm和基于维度表现出优越的性能,(分布、形态、和大型表面体积比8]。这些独特的功能性质使纳米材料能够适合各种应用在医药,食品,工程(9- - - - - -11]。近年来,金属和金属氧化物纳米颗粒非常鼓舞人心的材料应用在多个领域由于其众多有价值的特性,如催化、光、磁和电特性。金属和金属氧化物纳米颗粒被用于各个领域,如发光设备,生物医药、土壤稳定、催化、水处理、透明、导电接触,压电传感器,激光导向板、太阳能电池、生物传感器和气体传感器(12- - - - - -14]。金属氧化物纳米粒子中,氧化锌纳米颗粒(氧化锌NPs)似乎抗菌活性的优秀候选人,绿色农药、光催化降解、抗菌活性、光催化环境修复(15,16]。有趣的是,许多研究人员强调,氧化锌纳米颗粒具有独特的属性矿化的有机污染和其他应用程序(通过光催化反应17,18]。这些属性和应用已经覆盖以下部分根据目前的文献。

在评估中,氧化锌NPs的生物合成方法,过程和机制进行了研究。一个特别被关注生物合成方法的因素,包括温度、pH值、presource和植物提取物。在随后的章节中,光催化剂的活性氧化锌的NPs和机制进行了讨论。的氧化锌NPs光催化过程的效率影响因素也进行了研究。同样,这项研究强调了效率biosynthesized氧化锌NPs在有机染料的去除。氧化锌NPs和aop技术提出了提高有机染料的降解。最后,简要讨论了氧化锌的光催化效率NPs的限制。

在这项研究中,互联网,主要是谷歌学术搜索数据库,用于查找和下载的手稿与生物合成和氧化锌的光催化活动NPs使用合适的关键字,如有机污染,氧化锌,纳米粒子,光催化作用。收集的文章的基础是(我)生物合成,(ii)氧化锌纳米颗粒(iii)光催化和(iv)染料降解。

2。氧化锌纳米颗粒

强化科学工作近年来发生在氧化锌NPs合成和应用程序。氧化锌是一种多功能半导体物质族化合物组的宽的带隙和拥有一个六角纤锌矿晶体结构(19,20.]。氧化锌NPs拥有良好的吸收紫外线;因此,用于防晒霜、涂料和油漆行业(21]。在场,氧化锌NPs已经用于食品包装材料由于它们与食品成分提供preservatory不活跃的影响(22]。氧化锌NPs也被用作一个组件在抗菌药膏,药膏和乳液、自洁玻璃、陶瓷、和除臭剂(23]。

这项研究由歌曲等。24]给出好的结果在氧化锌NPs抗菌和抗真菌的影响潜力。掺杂的氧化锌NPs与其他金属,如Ag)和非盟提高抗菌和抗真菌的活动(25,26]。有趣的是,氧化锌NPs满足光催化特性的要求,如电化学稳定性、高电子迁移率、大的表面积。这些独特的特点,氧化锌NPs +低成本和无毒导致广泛的研究氧化锌NPs合成和应用程序(27- - - - - -30.]。因此,在这方面,本研究处理氧化锌NPs的生物合成及光催化活动。

2.1。生物合成和氧化锌NPs的形成

一般来说,主要有两种方法对纳米颗粒合成、化学方法(到)和物理方法(从上到下)31日]。尽管他们的欢迎,这两种方法有很多缺点,如能源消耗,昂贵,而且对环境有害,限制他们的应用程序(32]。相比之下,生物合成是一种很有前途的纳米粒子的合成方法由于它绕过危险化学品的使用,大量消耗能源、高成本运营,漫长而复杂的过程,可怜的产生,严格的条件和稳定,减少代的有害副产品(33]。有许多来源用于生物合成方法合成氧化锌NPs,如植物、细菌、酵母、真菌和海杂草[10,16]。纳米颗粒的生产利用植物比其他微生物(表显示重要的优势1),例如,低成本、从容,生产时间短,安全,和增加产量的能力(10,34]。因此,利用植物提取物的绿色合成氧化锌NPs被认为是综述。

此外,高度活跃的存在有机分子在植物部分如根、叶、树皮、和水果的需求增加导致氧化锌NPs和开发低成本、安全、简单的合成方法。根据Jafarirad et al。35),水提物主要包含生物分子,包括氨基、羟基、羧基摘要组。这些生物分子作为金属的还原剂和保护剂biosynthesized纳米粒子形成稳定层。

2.2。过程的生物合成氧化锌NPs

由于使用生物合成方法的进步在合成氧化锌NPs,研究人员使用不同类型的植物和不同的部分。没有角色合成氧化锌NPs在选择一个特定的工厂。最重要的问题应该担心的每一部分植物含有天然化合物作为降低代理。植物的不同部分被用于合成氧化锌NPs如树叶、花、果实提取由于降低浓缩剂化合物(35- - - - - -38)(表2)。

不同生长形态的氧化锌NPs可以合成,例如,团簇,纳米管,纳米线,纳米棒,nanoneedles, nanorings通过控制合成参数(33,56]。图1描述了最常见的步骤应用的绿色方法合成氧化锌NPs利用植物提取物。第一步,收集植物感兴趣的部分,用自来水彻底清洗,然后用蒸馏水采用去除杂质和其他不必要的材料。第二步,保持植物部分在室温下干燥没有阳光,紧随其后的是直接使用它获得一个提取或粉碎,直到它变成一个粉获得提取。第三步,超纯水根据想要添加到粉浓度。下面的混合物加热60°C和连续使用电磁搅拌器搅拌。第四步,混合物过滤获得清晰的植物提取物,然后,然后提取的解决方案是混合所需的锌盐的浓度如水合硝酸锌、氧化锌、硫酸锌作为金属前体。然后,加热下最佳pH值、温度和时间,改变混合颜色的黄色是一种合成的视觉确认NPs (57- - - - - -61年]。

添加外部化学稳定剂是不可取的,因为不同的植物代谢产物中提取bioreduction发挥重要作用的金属离子产生纳米粒子和稳定剂。

2.3。影响因素氧化锌NPs的生物合成

的参数温度、pH值、presource的浓度、植物提取物的浓度和反应时间对氧化锌的形成和特性有很大的影响NPs生物合成(图2)。在这些参数温度、presource的浓度和植物提取物在形成纳米颗粒的生物合成中起着主导作用。有许多现代技术用来证实氧化锌NPs的形成。这些技术是有用的监测氧化锌NPs的形成和研究参数的影响。本研究着重于紫外-红外光谱、XRD、SEM、TEM技术由于可用性和大部分的研究人员使用这些技术。

2.3.1。温度的影响

紫外可见、红外光谱、SEM、TEM和XRD已经被许多研究人员研究和使用监控温度的影响的生物合成NPs (62年]。在这项研究中由巴拉et al。63年),温度30°C, 60°C, 100°C。紫外可见光谱表明没有检测到的特征吸收带30°C,表明氧化锌NPs的缺席,在60°C和100°C,显示锋利的表面等离子体共振(SPR)乐队在377 nm,确认氧化锌NPs (63年]。研究不同温度的影响(25岁,60岁,90°C)的生物合成和表征氧化锌NPs是由穆哈马迪和Ghasemi64年]。他们得出的结论是,25°C的最佳温度是合成氧化锌NPs吸收在378海里。紫外光谱显示SPR表明纳米粒子的复合振动峰值与光波的电子(65年]。类似的结果被报道Ghorbani et al。66年]。此外,朋友等人,Fakharia et al。(39,67年)成功地合成氧化锌NPs在中等温度。氧化锌NPs通过紫外可见吸收光谱的350 nm和361 nm左右,分别。

许多研究人员在生物合成方法使用红外光谱分析来促进现有识别官能团在发挥重要作用的植物提取物与氧化锌NPs粘结的机理。在这方面,Alamdari et al。40透露任何变更在峰的位置和强度植物提取光谱通过样品光谱与交互的官能团与氧化锌NPs的生物活性物质。此外,斯坦et al。68年在80°C)提出绿色合成氧化锌NPs的红外光谱谱。结果显示明显和强烈的乐队在546厘米⁻¹,表明氧化锌振动的存在。

巴拉et al。63年在氧化锌NPs)观察官能团红外光谱研究。红外光谱显示峰值为482厘米⁻¹在不同的温度下(60°C和100°C)证实了氧化锌NPs的存在,这一发现是依照Das et al。69年]。温度的影响明显出现在红外光谱谱比较生物活性化合物的吸收时60°C和100°C。60°C,例如,在许多生物活性化合物吸收氧化锌粒子的表面,如芳香族化合物,C =碳碳不对称拉伸,对称C = C,和弯曲振动的酒精哦。在100°C的示例,而这些phytoactive组件是不存在或者仍然在氧化锌NPs吸收少量。这些变化是由于温度上升为生物活性成分在100°C时迷失了教廷在较高温度(63年]。

与此同时,Fakhari et al。67年]合成氧化锌NPs在室温下。红外光谱检测在1634(600、450)厘米⁻¹有关Zn-O拉伸和变形振动。同样的结果被辛格等人报道。70年]。

XRD模式给信息感兴趣的材料,如化学成分、晶体结构和物理特性63年]。氧化锌样品的x射线衍射模式是存在的,和特征峰出现在60°C和100°C。然而,样本合成在30°C等特征峰的自由是不成形的。超过30°C, XRD结果表明,分明氧化锌的形成,和样品的结晶度提高温度上升。Alamdari et al。40)报道说,在80°C,分明在XRD表明,氧化锌NPs粒子非常结晶,纤锌矿晶体结构,大小约为17海里。在室温下,朋友等。39)成功地合成氧化锌NPs, XRD模式显示六角纤锌矿结构的平均晶粒尺寸52 nm。

温度对纳米颗粒形貌的影响也注意到对其场发射扫描电镜和EDX(能量色散x射线)。生物合成的氧化锌NPs在不同的温度下(30、60、100°C)对其显微图显示显著的多样性,在30°C显示不规则的表面形态,和60°C显示球形结构。在100°C,它是更多的结晶,形成哑铃状结构。此外,EDX光谱显示温度的影响而言,碳和氮的存在在60°C和没有在100°C,指示生物活性化合物吸附在60°C (63年]。Fakhari et al。67年)成功地合成氧化锌纳米粒子在室温下球面形状和大小为21.49和25.26纳米。合成高纯度的纳米粒子由EDX分析确认。

尽管许多研究已经为合成氧化锌NPs相似的温度,还有品种在紫外可见吸收、红外光谱、XRD、SEM和TEM分析。在某种程度上,这可能是由于不同的方法和实验条件。

2.3.2。pH值的影响

众多的调查没有提到pH值效应在纳米粒子的制备。然而,pH值有一个至关重要的作用在纳米粒子的形成和特点。对于那些调查,我认为他们使用一个中立的解决方案。天然植物化学物质化合物存在的提取是高度与pH值的变化,因此电荷变化的解决方案,这可能会改变他们的减少和限制能力然后纳米颗粒增长。因此,这反过来会影响纳米颗粒的形态和产量71年]。穆罕默迪和Ghasemi64年]研究了pH值的影响(4、6、7、8和10)的生物合成氧化锌NPs。发现,溶液的颜色由浅棕色变为胶体布朗改变pH值从4到10。此外,pH值降低金属离子的影响被认为是通过紫外可见光谱。它显示了不同的吸收峰从350纳米到373纳米的pH值变化4到10。

纳贾et al。72年]研究pH值的影响(5、6、7、8、9和10)的生物合成氧化锌NPs使用海藻。没有观察到的吸收峰在pH值范围从5到7 nm。然而,在pH值9日和10日,未发现吸收峰。同样,发现吸收波长为365 nm pH值8中显示的总还原硝酸锌锌纳米颗粒(72年]。

一般来说,纳米粒子合成的最佳pH值取决于衬底或生物分子作为覆盖剂合成纳米颗粒。然而,马塔et al。73年)明确表示,高pH值支持更高的还原能力。

2.3.3。Presource效果

锌盐的类型和浓度影响显著的表面形态和结构合成氧化锌NPs进行的一项研究显示Fakhari et al。67年]。他们研究了前体的影响(硝酸醋酸锌和锌)结构、形状和大小的合成氧化锌NPs (67年]。SEM结果表明使用醋酸锌导致小球形结构的氧化锌。使用硝酸锌时,球形氧化锌NPs形成和积累形成花形包。相比之下,研究由Vijayakumar et al。74年观察),一些不同的合成氧化锌NPs的形状和大小,虽然同样使用presource (l . nobilis叶子和醋酸锌)的合成氧化锌NPs。这可能是由于反应条件的不同。

另一方面,穆哈马迪和Ghasemi64年]探索presource浓度的影响。他们用硝酸锌与不同数量presource(0.005, 0.02, 0.05,和0.3米)的生物合成氧化锌NPs。SEM图像显示了六角结构的纳米粒子平均尺寸从20.7到96.5 nm,令人信服的证据的锌盐浓度对氧化锌形貌NPs (64年]。

2.3.4。植物提取物的效果

植物提取物在纳米颗粒合成过程中扮演着双重角色:减少代理和其他作为稳定剂17,75年]。因此,它在生物合成过程中是一个非常重要的因素。许多生物来源用于氧化锌等生物合成番木瓜,蓝桉,Corymbia citriodora,综述近10L,Lycopersicon esculentum(表2)[76年- - - - - -78年]。使用的植物类型影响有限的形成和形态合成纳米粒子除非生物活性化合物的提取差导致金属离子还原过程(79年]。而提取的浓度有显著影响的形状,均匀性,合成氧化锌NPs的大小。

Elumalai et al。41)的浓度的影响进行了研究诉trifolia在氧化锌NPs形态提取。SEM图像表明,氧化锌NPs有不同的形态通过增加诉trifolia从10 ml - 40毫升提取体积。使用10毫升的诉trifolia提取(限制代理)导致氧化锌NPs的近球形的形状。增加诉trifolia提取到20毫升,氧化锌NPs看着球的形态。还在上升的体积诉trifolia提取到30 - 40毫升,氧化锌NPs极其凝聚,因为小尺寸纳米粒子结合在一起,形成二级大部分纳米颗粒(41]。卢克et al。42报道的影响素类皮提取物浓度(1%、2%、和4%按重量)的表面形态和大小氧化锌NPs。介绍了显微图显示不同的提取浓度影响的大小,形状,和表面形貌的氧化锌NPs (42]。

2.3.5。反应时间的影响

反应时间是完成反应所需的时间。植物提取的主要解决方案是混合所需的金属前体的浓度,然后在最优条件下加热,直到改变混合物的颜色(步骤4)。耗时的生物合成氧化锌NPs完全取决于温度、pH值、植物提取物和presources。因此,在这项研究中,反应时间的影响和离心力量氧化锌NP的生物合成不是高度关注。

一般来说,控制所有参数包括温度、pH值、presource,植物提取物,反应时间应高度考虑形成特定的氧化锌NPs所需的应用程序。然而,控制纳米粒子的恒常性和聚合,调整晶体生长、形态、大小、粒度分布,形成纳米颗粒分离更多的应用是最具挑战性和有问题的程序,仍处于发展阶段。

2.4。Biosynthesized氧化锌NPs的生成机制

许多已进行调查了解纳米颗粒的生物合成机制。此外,他们提出了几种机制。然而,纳米颗粒的生物合成机理还不是很清楚,需要更多的研究。

最合理的一般机制,植物提取物中存在的官能团如酒类、多酚、黄酮类化合物、芳香族和脂肪族胺发挥重要作用在绿色合成氧化锌NPs (80年- - - - - -82年]。植物的水提物含有大量的有机成分有助于金属离子还原过程。卢克et al。42]提出有机提取物,结扎发生功能组件之间的提取和锌的前兆。芳香族羟基在其中一些组件结扎与锌离子,形成zinc-ellagate结构氧化锌NPs进行直接加热后分解形式。相对应的红外光谱分析显示不同波段有机样品中的内容如碳氢键(芳香)官能团,碳碳拉伸的芳香环,Zn-O,确认材料氧化锌(42]。

相应的机制被报道为富含淀粉的马铃薯提取绿色自然中形成氧化锌NPs和铁₃O₄NPs (83年,84年]。淀粉含有直链淀粉和支链淀粉的存在大量的羟基和醛。羟基采取行动促进锌离子的络合分子矩阵,和醛终端作为减少锌(II)离子锌纳米颗粒(0)(83年]。红外光谱的结果证实了有机化合物的存在以及新型无机材料(Zn-O) uncalcined氧化锌粉末,和拉伸的吸附峰的振动Zn-O检测到485厘米⁻¹(83年]。

一般而言,红外光谱谱分析导致确定潜在的生物分子官能团负责氧化锌NPs的形成。任何改变或红外光谱峰的位置和强度变化在示例可以与bioreduction官能团之间的反应和生物分子之间的相互作用的官能团的有机分子氧化锌NPs (20.,40,83年]。最有可能的新顶点样本400厘米不等⁻¹到600厘米⁻¹相关的氧化锌NPs (20.,40,83年]。

2.5。对氧化锌NPs

有许多不同的方法和技术用于描述纳米结构。一般来说,有两个重要的技术:一是描述和确认纳米结构的形貌和纳米结构的化学性质的特点。最有可能的是,所选的技术取决于研究的性质和所需的应用程序。不同的方法和技术被证明是不同的形态学特点和不同形式的纳米结构的化学物质。因此,工具类,样品预处理和实验条件高度认为得到可靠的结果。通常,紫外可见、红外光谱、XRD、SEM、TEM、FESEM和EDX技术经常用于纳米结构调查(85年- - - - - -87年]。

3所示。催化剂的活性氧化锌NPs

光催化是由两个著名的话说,照片和催化作用。光催化剂是一个术语,意味着光子反应生产催化地活跃的物种。哈根(88年光催化作用定义为“改变化学反应的速率或其代在光的作用下的物质称为光催化剂吸收光量子,参与反应物的化学转换。”

光催化是一种独特的方法,可以用于多个用途如抗菌活性、降解各种有机污染物的废水(表2),氢的生产,净化的空气,和药物输送。在这些应用中,最近,有机污染物的降解废水达到极大关注。与其他方法相比,光催化过程越来越关注在染料废水处理由于完全删除在温和条件下的温度和压力。此外,光催化过程比aop由于没有良好的污泥产生和使用可见光或近紫外线光照射源的成本效益。

光催化活性之间的相互作用是一个过程催化和可见光或紫外光产生活性物种如哦•和O₂•−可能与有机污染物相互作用,导致有机污染物的去除43]。最近,纳米金属氧化物的发展严重增加了催化活性。非常高的表面体积比的纳米结构使他们有效的光催化和其他应用程序,并承诺。纳米催化剂具有优越的光催化效力比普通光催化剂的物质(75年]。

许多研究人员已经使用TiO₂氧化锌,SnO₂,和首席执行官₂作为论文的89年- - - - - -91年]。其中半导体,TiO₂和氧化锌已经接近带隙能量具有光催化降解和成本效益。因此,他们被认为是一个有效的替代有机污染物的矿化。

TiO₂和氧化锌半导体光催化剂有很好的行为,因为他们是高度光催化(我),(2)能利用可见光和/或近紫外线光,(iii)有较高的物理和化学稳定性,(iv) photostable(恒常性向图腐蚀),(v)低价,(vi)无毒(92年- - - - - -94年]。然而,TiO相比_2,氧化锌NPs优惠由于其成本效益,因为他们的低成本、高光化学反应,无毒的性质(44,95年]。

3.1。氧化锌NPs光催化过程的机制

光催化过程的反应取决于催化剂和波长的光能量(光子),光从阳光还是人造光的能量。许多研究人员描述了氧化锌NPs光催化反应的机理。赫曼et al。96年)报道,氧化锌NPs降解有机污染物如下:(我)有机污染物从液相分散氧化锌NPs的表面(2)表面吸附有机污染物的氧化锌NPs然后氧化和还原反应发生在吸附阶段(3)解吸的产品和后续的产品界面区域

Ong et al ., Ibhadon et al .,和林等。31日,97年,98年]研究了氧化锌的光催化反应机理NPs如下:(1)光催化反应是发起当氧化锌表面暴露于辐射的光子能量(高压)等于或大于氧化锌的带隙(2)光子的能量响应激发的电子并产生电子空穴(−e / h +)对,一个是带正电的洞在价带(VB),另一个是带负电的电子在导带(CB)(方程(1))(3)电子空穴对可以转移到氧化锌表面和参与氧化还原反应(4)积极的洞(H +)在价带中创建与吸收水和氢氧根离子反应产生的羟基自由基。然后,羟基自由基降解有机污染物吸附表面的氧化锌(方程(2)和(3))。(5)导带电子与溶解氧反应物种产生超氧化物自由基阴离子和过氧化氢(方程(4)- (6))(6)过氧化氢会与超氧化物自由基反应形成羟基自由基反应污染物吸附在表面上的氧化锌,然后产生中间化合物转化为绿色公司等化合物₂H₂啊,和无机酸(方程(7)- (10))

光催化氧化反应取决于生成和电子和空穴的复合氧化锌光催化剂(图3)。因此,确保光催化过程完成,氧化锌量子尺寸、比表面积的氧化锌和有机污染浓度应高度考虑(99年- - - - - -103年]。

3.2。氧化锌光催化的过程和评价过程

评价光催化过程的有效性(染料的降解比例)最有可能决定使用下列方程(57]: Ci染料的初始浓度,和Cf的最终浓度染料。染料降解被PL光谱和紫外光谱监测,在不同的时间和光谱辐照的33]。

3.3。氧化锌NPs光催化的效率影响因素的过程

染料、催化剂、光的主要方面是在光催化过程(图作出重要贡献4)。每个因素在光催化过程中起着至关重要的作用。

3.3.1。染料的影响

光催化过程主要是化学反应。因此,pH值、反应物浓度和温度是非常重要的。反应温度的增加主要是导致反应速率的增加和相应的光催化活性。Hussen和打倒104年)批准,更高的温度有助于分解污染物废水的反应时间。然而,哈桑et al。45]表明,提高温度不等批准°C会导致轻微的增强光催化降解。此外,Guettai和阿玛(105年]显示,较高的温度负责把氧气从反应混合物,这对污染物氧化是必要的,和/或污染物粒子可能会更加远离眠催化剂表面降低了反应速率。pH值变化也会影响反应速率通过改变反应物粒子的表面电荷和催化反应的电位变化。因此,改变染料的吸附在表面,导致反应速率的变化(106年]。

某种污染物的光催化降解速率性能取决于管理光催化过程的重要因素。这些因素可以影响单独或一起的过程。Kahsay et al。46)报道,阳离子染料亚甲蓝和罗丹明B增加pH值等,导致光催化降解增加,主要是由于生产更多的羟基离子表面的光催化剂。相比之下,增加阴离子染料的pH值,如橙色II,降低其光催化降解由于更少的氢氧自由基形成表面的光催化剂。另一方面,增加光催化剂之间的接触时间(氧化锌NPs)和有机染料的促进光降解有机染料在可见和近紫外线光致辐照(46]。通常,污染水的矩阵(阳离子、阴离子染料)不同。因此,有不同的降解过程策略。另一方面,染料浓度之间存在反向适应和退化百分比107年]。

3.3.2。催化剂的影响

催化剂是光催化过程的一个重要组成部分,因为在催化剂表面发生氧化或还原反应,因此,许多研究关注的影响浓度、晶体结构、形状、大小和表面积的催化剂光催化降解[108年,109年]。

基于Kahsay et al。(46)研究中,催化剂浓度有显著影响光催化降解的效率。哈桑et al。45]还透露,降解效率增加了1000年的光催化剂浓度增加μg L⁻¹。这是由于活动网站的数量的增加导致催化剂表面吸收光子的数量的增加,因此,生产大量哦•激进分子。同时增加光催化剂浓度大于1000μg L⁻¹,解决方案就会变得浑浊,减少催化剂活化的有效性在紫外线照射(45]。

此外,催化剂的结构和形态是至关重要的因素在光催化过程中由于管理表面积。当表面与体积的比率增加,大量的原子聚集在催化剂的表面,提高活动网站的数量和界面电荷载体转移率,从而实现更高的催化活动(110年]。它已经证明了结构和形态特征,如结晶形状,形状,和半导体,大小相关光催化活性(111年]。

沙玛(47]表明,氧化锌的光催化活性NPs从66%上升99%(棱镜小费)最高的活动(nanoflower)和nanobuds展出第二活动最低(70%)。相比之下,萨拉瓦南et al。108年)报道,spherical-shaped氧化锌显示更好的降解效率比主轴和杆状氧化锌由于其庞大的表面。Kenanakis等人也和马等。112年,113年]研究了氧化锌的光催化性能的变化NPs基于氧化锌NPs的形状。

另一方面,随着降解效率,催化剂应稳定,化学活跃,节省成本,环境友好,可重用作为工业应用(这些属性是很重要的工具114年]。biosynthesized氧化锌NPs的再循环能力作为光催化剂已被许多研究人员研究[2,47]。老虎啤酒等。2]报道重要的耐光性和可重用性的氧化锌NPs 186黄色染料的光催化降解。XRD分析表明,结构的氧化锌NPs仍然和以前一样光催化过程。

3.3.3。光的影响

光在光催化过程中一个至关重要的因素。事实上,它是光催化过程的框架。光源(阳光或紫外线)、光强度、照射时间是非常重要的光催化降解过程。光催化反应的降解速度完全取决于光强度,照射的光响应退出电子从价带导带或等于带隙能量。

Rupa et al。48)报道,刚果红和甲基橙的光降解是最高在80分钟的可见光照射光催化反应。其他类似的研究Aminuzzaman et al ., Pal et al .,和Chauhan et al。20.,39,49)也表明光降解效率随时间的增加照射在光催化反应。另一方面,许多研究人员证实,氧化锌具有光催化效率高和高紫外线反应(33,46]。有趣的是,氧化锌NPs能吸收紫外线和可见光,和这个属性增强光催化效率和成本效益50,115年]。

在光催化过程的最佳条件如温度、pH值、和照射时间,一些研究人员添加少量的H₂O₂对染料溶液在降解过程中提供更多的溶解氧(46]。这种策略开门使用先进的氧化过程(aop)光催化过程(氧化锌NPs)来执行,提高降解效率。

3.4。的局限性Biosynthesized氧化锌NPs在光催化过程中

尽管生物合成的纳米颗粒的优点简单准备,反应条件温和,环境友好的方法,和成本效益(116年,117年),越来越多的全球关注移动到大规模生产能力,即。,production of nanoparticles in the pilot plant level using an ecofriendly and biocompatible process to be effective in industries and commercialization. Compared with other chemical and physical methods, still biosynthesis methods have some drawbacks that have to be negotiated such as difficulties to control all parameters to synthesize nanomaterials for actual/specific applications, as well as controlling the constancy and aggregation of nanoparticles. Further investigations should be performed to recognize controlled and optimized conditions for large-scale production of green NPs. However, Nagarajan et al. [72年)建议使用美国myriocystum作为一个biosource似乎是一个潜在的大规模合成氧化锌NPs激动人心的工具。Buazar等人,刘等人。83年,118年]报道一种新型绿色一步合成氧化锌NPs与潜在的大规模生产作为经济染料去除产品行业。Abdelhakim et al。117年)成功扩大生产biosynthesized氧化锌NPs在不久的将来更好的探索对于许多医疗、农业和工业应用。Khalafi et al。51)检查的性能的催化活性biosynthesized氧化锌NPs在现实污染环境,及其结果证明效率高、绿色氧化锌NPs的耐久性。

在一般情况下,纳米材料对水和废水的工业和商业化技术主要取决于它们对水环境的影响(119年]。此外,应该考虑很多问题,如收集纳米材料处理后,废水中的防止纳米材料的团聚,浸出的新污染物从污水样品的纳米复合材料。然而,评价纳米颗粒稳定的环境中可以通过估计其总体倾向或与周围的媒体。

氧化锌的带隙宽NPs起着关键作用的限制下的光催化效率可见光和近紫外线光致辐照(120年,121年]。事实上,氧化锌的带隙抑制其光催化活性在紫外光范围内。因此,它可以消耗少量的入射太阳辐射(122年]。此外,氧化锌催化活性的NPs是由其创造能力photogenerated电子空穴对,和氧化锌的主要缺点和约束NPs作为光催化剂的快速重组photo-excited电子空穴对(123年]。为了克服这个问题,已经进行了很多努力适应氧化锌的性质,如离子辐照和金属掺杂是一种常见的策略124年]。几种类型的金属掺杂物已经有经验,包括阴离子掺杂物、阳离子掺杂物、稀土掺杂物,和codopants如Ag)、非盟和Pt。图3显示了氧化锌的光催化机理NPs (125年- - - - - -127年]。此外,许多研究表明,与其他半导体耦合,如CdO, CeO2, SnO2,二氧化钛,氧化石墨烯(去),并降低石墨烯氧化物(RGO),是一种很有前途的方法来提高氧化锌的光降解效率NPs (128年- - - - - -130年]。

4所示。结论

在这项研究中,生物合成的氧化锌NPs使用植物提取物被暴露的潜在候选人,因为低成本、安全、简单的合成方法与其他微生物。提取植物化学物质作为还原剂和稳定剂在氧化锌NPs的形成。控制合成参数应高度关注,以确保形成氧化锌NPs的兴趣。然而,控制纳米粒子的恒常性和聚合,调整晶体生长,形成纳米粒子的形态、与分离更多的可重用性是最困难的部分,仍处于发展阶段。

从最近的调查可以看出文学这里介绍,氧化锌NPs有独特的性质,使它成为一个伟大的候选人在许多技术,如染料降解,制氢,抗菌活性和药。使用氧化锌NPs作为染料降解催化剂承诺由于其吸收太阳光谱和无毒的行为一个更大的部分。的类型和数量染料和催化剂光降解效率是非常重要的因素。根据给出的文献调查,biosynthesized氧化锌NPs可以被认为是一个最有效的方法去除染料从水和废水。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。