Mmebi metilin blu na fotokatalisis: ịkọwa nsonaazụ iwepụ ya

Otu ụlọ nnwale na-anwale katalist abụọ maka mmebi metilin blu site na fotokatalisis. Katalist A na-ewepụ 95 pasent nke agba anụnụ anụnụ n'otu awa. Katalist B na-ewepụ naanị 60 pasent. Ndị otu ahụ kwupụtara na A ka mma, dee nke ahụ n'akụkọ ha, ma tụọ ahịa ka e wetara ha ọzọ. Ọnwa ole na ole ka e mesịrị, nyocha kabọn gosiri eziokwu: ọtụtụ n'ime ihe e ji esiji agba nke A wepụrụ ka nọ n'elu ihe siri ike n'agbanweghị, ebe B agbajiri ọtụtụ molekul ihe e ji esiji agba n'ezie. Nhazi ahụ bụ nke a tụgharịrị ihu n'ihi na ndị otu ahụ tụrụ otu echiche ma kpọọ ya aha nke ọzọ.

Njehie a na-emekarị n'ihi na echiche anọ dị iche iche nwere otu ihe a na-ahụ anya: agba mmiri anụnụ anụnụ na-achagharị. Ijide n'elu, iwepụ agba, mmebi, na ntụgharị gaa n'ihe na-abụghị ọganik nwere ike ime nke a, nke ọ bụla na-ekwukwa ihe dị iche banyere ihe mere ihe e ji esiji agba. Metilin blu bụ otu n'ime ọtụtụ ojiji na nyocha na gburugburu ebe obibi ebe ihe e ji esiji agba nwere ọrụ akọwapụtara; ebe a, ọrụ ya bụ ihe mmetọ e ji eme ihe atụ nke a na-ewepụ ma ọ bụ na-agbanwe. Tupu ị tụnyere katalist ma ọ bụ bipụta pasent iwepụ, kpebie ihe njedebe nha gị nwere ike ịkwado n'ezie.

Ihe njedebe anọ, nkwupụta anọ dị iche iche

Were ha dị ka echiche anọ nwere ụkpụrụ ọrụ dị iche iche. Nke ọ bụla na-aza ajụjụ dị iche, nke ọ bụla chọkwara ihe akaebe nke ya.

Ijide n'elu pụtara na molekul ihe e ji esiji agba na-ahapụ mmiri ngwọta ma nọrọ n'elu ihe siri ike n'enweghị mkpa ịgbanwe n'ụzọ kemịkal. A na-eme nnwale ya n'ọchịchịrị ruo mgbe oke ihe a na-ejide ruru larịị nke na-adịghịzi agbanwe n'ezie, ihe akaebe ziri ezi na-agụnyekwa ihe e ji esiji agba e nwetaghachiri n'ihe siri ike site n'ịtọpụ ya n'elu ma ọ bụ iwepụta ya. Oge ọchịchịrị e debere na 30 nkeji abụghị ihe akaebe na ihe ọ bụla eruola nha nhata, mkparịta ụka na-adịbeghị anya banyere usoro nnwale na-egosikwa otú ịhapụ nzọụkwụ a si akpata nhazi katalist na-ezighị ezi mgbe oke ihe a na-ejide n'ọchịchịrị dị iche n'etiti ihe dị iche iche.

Iwepụ agba pụtara ịla n'iyi nke akụkụ molekul na-enye agba a na-ahụ anya, nke a na-enyochakarị n'akụkụ isi eriri mmịkọrọ ọkụ dị ihe dị ka 664 nm. Ijide n'elu, mbelata kemịkal, iwepụ otu metil na N, na mgbaji akụkụ na-enye agba nwere ike ibelata ọgụgụ ahụ, ya mere uru e tụrụ n'otu ogologo ebili mmiri enweghị ike ịkọwa ihe kpatara ya. Dekọọ spektra zuru ezu kama otu nọmba: ịkwaga elu spektrum n'akụkụ anụnụ anụnụ kwekọrọ na ngwaahịa ezinụlọ Azure e wepụworo otu metil na ha. E kwesịrị ịkpọ nsonaazụ e kwuru dị ka iwepụ 95 pasent na 664 nm iwepụ agba 95 pasent, ọ bụghị mmebi 95 pasent.

Mmebi pụtara na molekul metilin blu mbụ agbanweela n'ụzọ kemịkal. Ihe akaebe ya sitere na kromatografi: ihe e ji esiji agba na-emebibeghị na-apụ na HPLC ma ọ bụ UPLC ebe ngwaahịa mgbanwe na-apụta, mesịa malitekwa imebi, ọ kachasị mma ma ọ bụrụ na LC-MS achọpụtara ha. Ihe nrịbama bara uru gụnyere ayọn molekul dị nso na m/z 284 maka ihe mbụ ahụ na usoro iwepụ otu metil n'otu n'otu: Azure B dị nso na 270, Azure A dị nso na 256, Azure C dị nso na 242, na thionine dị nso na 228, ndị e bipụtara mgbanwe LC-MS/MS akwadoro maka ihe e ji esiji agba n'ime mmiri maka ha.

Ntụgharị gaa n'ihe na-abụghị ọganik pụtara na kabọn ọganik agbanweela gaa na ngwaahịa njedebe na-abụghị ọganik, karịsịa kabọn daịọksaịd na kabọn na-abụghị ọganik, ebe naịtrojin na sọlfọ na-ejedebe n'ụdị dị ka amonium, naịtret, na sọlfet. Ịla n'iyi nke ngụkọta kabọn ọganik (TOC) bụ nha kabọn a na-ejikarị. Mbelata mkpa oxygen kemịkal (COD) na-egosi na ibu ihe nwere ike ịnata oxidation na-ebelata, mana ọ bụghị nguzozi oke kabọn, ọ naghịkwa egosi n'onwe ya na ntụgharị gaa n'ihe na-abụghị ọganik zuru ezu. Kromatografi ayọn maka sọlfet, naịtret, na amonium na-eme ka nkwupụta ahụ sie ike.

Ụdị katalist dị iche iche (titania a gbakwunyere ihe ndị ọzọ na ya, ihe ngwakọta, ihe kabọn na-akwado, na ndị yiri ha) kwesịrị ịdị n'otu ntụnyere naanị mgbe ụdị ọ bụla gafere otu ihe njedebe na nnwale njikwa. Ihe ngwakọta na-ejide ihe nke ukwuu n'elu ga-adị ka ọ na-arụ ọrụ ngwa ngwa mgbe a na-anwale agba; nke a bụ kpọmkwem ihe mere ndepụta nlele dị n'okpuru ji kewaa ijide ihe na mmeghachi omume tupu nhazi ọ bụla.

Usoro mmebi metilin blu site na fotokatalisis

A chịkọtara ezinụlọ ụzọ a nabatara maka mkpali ezigbo semikondọktọ n'otu nyocha nchịkọta a na-ehotakarị banyere mmebi ihe e ji esiji agba site na fotokatalisis n'ihe ndị dabere na titania. Foton a mịkọrọ na-emepụta eletrọn n'eriri nduzi na oghere n'eriri valens. Oghere ndị ahụ na-eme oxidation mmiri dị n'elu ma ọ bụ haịdrọksaịd ka ha ghọọ radikal haịdrọksil, ebe eletrọn na-eme mbelata oxygen gbazere agbaze ka ọ ghọọ superọksaịd; mmeghachi omume kemịkal ndị ọzọ site na radikal haịdrọperọksil na haịdrojịn perọksaịd na-emepụta radikal haịdrọksil ndị ọzọ. Ụdị oxygen ndị a na-arụsi ọrụ ike na oghere ndị ahụ n'onwe ha na-awakpozi ihe e ji esiji agba.

Mgbanwe metilin blu na-amalitekarị site n'iwepụ otu metil na N n'usoro, gafee Azure B, Azure A, na Azure C ruo thionine, yana oxidation nke akụkụ phenothiazine na-enye agba. Mwakpo radikal ọzọ na-agbaji njikọ kabọn na sọlfọ na nke kabọn na naịtrojin, na-emeghe mgbanaka aromatik, ma na-emepụta ogige ụdị phenol na aniline, aldehyde, na asịd karbọksilik nwere oke molekul dị ala tupu ntụgharị ikpeazụ gaa n'ihe na-abụghị ọganik. Otu nyocha nchịkọta pụrụ iche banyere njirimara metilin blu na ụzọ mmebi ya site n'ìhè na-akọwa ezinụlọ ụzọ a nke ọma. Oke kpọmkwem nke alaka ọ bụla na-adabere na katalist, pH, nnweta oxygen, na ịnye ìhè, ya mere were eserese usoro ahụ dị ka ezinụlọ ụzọ kama otu usoro a ga-agbasorịrị.

Ihe abụọ metụtara nnwale kwesịrị nlebara anya n'ihi na ha na-agbanwe ọsọ mmeghachi omume a na-ahụ anya n'agbanweghị katalist n'onwe ya. pH na-agbanwe chajị elu titania na ntinye otu haịdrọksil n'elu ya, nke na-agbanwe ijide ihe e ji esiji agba nwere chajị dị mma, wee gbanwee ọsọ a na-ahụ anya; tụnyere ihe dị iche iche na pH hà nhata ma dekọọ uru mmalite na nke njedebe. Nnu gbazere agbaze na ihe na-edobe pH na-arụ ọrụ yiri nke ahụ: klọraịd, fosfet, karbọnet, na sọlfet nwere ike ịnọ n'ebe dị n'elu ihe ma gbanwee mmeghachi omume kemịkal radikal, otu ọmụmụ lekwasịrị anya na nnu na-abụghị ọganik na fotokatalisis titania na-edekọkwa mmetụta ahụ kpọmkwem na metilin blu.

Ọnyà ìhè a na-ahụ anya

Titania dị ọcha chọrọ mkpali ìhè dị nso na UV, ma ọtụtụ akụkọ na-egosi na metilin blu na-atụfu agba n'okpuru oriọna na-enye naanị ìhè a na-ahụ anya, ma kwuo na nke a bụ n'ihi na katalist na-arụ ọrụ n'ìhè a na-ahụ anya. Usoro o yikarịrị ka ọ bụ ya bụ ihe e ji esiji agba na-eme ka usoro ahụ nata mkpali ìhè: ihe e ji esiji agba a kpaliri na-etinye eletrọn n'ime semikondọktọ, eletrọn ahụ na-eme mbelata oxygen, wee wepụ agba n'enweghị ezigbo mkpali gafee oghere ike nke ihe siri ike ahụ. Ọrụ nnwale e debere nke Ohtani na ndị ọrụ ibe ya banyere nsogbu ìhè a na-ahụ anya gosipụtara nsonaazụ aghụghọ a, nkwupụta oke ọrụ ISO 10678 na-akọwakwa ókè ahụ nke ọma site n'igbochi usoro nnwale metilin blu ya ka ọ bụrụ naanị ịnye ìhè UV ma wepụ nkwupụta ọrụ n'ìhè a na-ahụ anya.

Nnwale bara uru dị mfe. Tinyeghachi nnwale ahụ jiri ihe nyocha na-enweghị agba nke na-adịghị amịkọrọ ìhè a na-ahụ anya, ma tụnyere otú ọsọ ahụ si dabere n'ogologo ebili mmiri na spektrum mmịkọrọ ọkụ nke katalist. Ọ bụrụ na ọrụ ahụ na-eso mmịkọrọ ọkụ nke ihe e ji esiji agba kama nke katalist, nsonaazụ ahụ na-akwado mkpali sitere n'ihe e ji esiji agba, ọ bụghị fotokatalisis ìhè a na-ahụ anya sitere na njirimara katalist n'onwe ya. Buru nnwale a n'uche mgbe ị na-agụ nkwupụta ndị na-ere ahịa banyere ụdị katalist na-arụ ọrụ n'ìhè a na-ahụ anya.

Ndepụta nlele ihe njedebe

Jiri ndepụta a tupu ị hazie katalist ma ọ bụ dee nkwupụta iwepụ ihe. Ọ bụ ihe enyemaka ibe a e nwere ike iji ugboro ugboro: nnwale mmebi metilin blu ọ bụla kwesịrị imezu ahịrị ọ bụla.

1. Nnwale njikwa ijide n'elu n'ọchịchịrị: ihe e ji esiji agba tinyere katalist, enweghị ìhè, a na-akpalite ya ruo larịị a tụrụ nke na-adịghịzi agbanwe, tinyere inwetaghachi ihe n'akụkụ siri ike, ọ bụghị echiche dabere n'oge e debere.
2. Nnwale njikwa mmebi site n'ìhè naanị: ihe e ji esiji agba tinyere ìhè, enweghị katalist, iji tụọ oke iwepụ agba ozugbo n'okpuru oriọna gị na nhazi oghere gị.
3. Nnwale efu maka nyocha: katalist tinyere ìhè, enweghị ihe e ji esiji agba, iji jide akara ndabere na TOC, ayọn, na spektra.
4. Ọnọdụ mmeghachi omume a na-edobe otu: spektrum oriọna, ọsọ foton na-agafe, okpomọkụ, ịgwakọta, oxygen gbazere agbaze, nhazi oghere akụrụngwa mmeghachi omume, njupụta ihe e ji esiji agba na mmalite, oke katalist, pH, na ngwakọta ihe ndị ọzọ ka ha bụrụ otu n'ụdị katalist niile.
5. Ikewa ihe siri ike tupu nyocha spektrum: yọchaa ma ọ bụ jiri sentrifuj kewaa ya ka a ghara ịgụ mgbasa ọkụ dị ka mmịkọrọ ọkụ.
6. Spektra zuru ezu, ọ bụghị otu ogologo ebili mmiri: kọọ nyocha ahụ ka mgbanwe ebe elu spektrum dị na eriri ọhụrụ wee nọgide na-apụta ìhè.
7. Nkwenye kromatografi maka nkwupụta mmebi ọ bụla: ịla n'iyi nke ihe mbụ na-emebibeghị tinyere ngwaahịa a na-enyocha.
8. Ịgbakọ kabọn maka nkwupụta ntụgharị gaa n'ihe na-abụghị ọganik ọ bụla: TOC tinyere nnwale efu, na nlele iji hụ na kabọn a gụrụ dị ka nke furu efu akwagaghị naanị n'elu ihe siri ike.
9. Nlele mgbapụta ihe n'ime mmiri: wepụ ihe siri ike kpamkpam (nnwale dịka nzacha ọkụ), nye mmiri gafere nzacha ìhè, ma nyochaa ọla gbazere agbaze; mmeghachi omume na-aga n'ihu na-egosi onyinye sitere n'ihe nọ n'otu akụkụ mmiri.
10. Ịkpọ aha n'eziokwu: kpọọ nsonaazụ 664 nm iwepụ agba, nsonaazụ kromatografi mmebi, na nsonaazụ TOC ntụgharị gaa n'ihe na-abụghị ọganik.

Otu ọmụmụ akụrụngwa mmeghachi omume ìhè UV-LED nke oge a na-ejikọta nnwale ijide n'elu, ikewa katalist, UV-vis, na TOC na-egosi otú akụkụ ndị a si ejikọta n'otu ngalaba usoro nnwale.

Ihe atụ nguzozi oke ihe a gbakọrọ

Were ya na nnwale 100 mL malitere na metilin blu 10 mg/L, ya mere akụrụngwa mmeghachi omume ahụ nwere 1.0 mg nke ihe e ji esiji agba. Mgbe e rutere nha nhata n'ọchịchịrị, ọgụgụ mmiri ngwọta bụ 8.0 mg/L, nke pụtara na 0.2 mg nọ n'elu ihe siri ike ebe 0.8 mg ka gbazere agbaze. Mgbe otu awa nke ịnye ìhè gasịrị, nyocha mmiri ngwọta a yọchara na-enye 2.0 mg/L nke ihe e ji esiji agba na-emebibeghị site na kromatografi (0.2 mg n'ime mmiri ngwọta), ịtọpụ ihe n'elu na-enwetaghachi 0.1 mg nke ihe e ji esiji agba na-emebibeghị site n'ihe siri ike, TOC na-egosikwa na 40 pasent nke kabọn ọganik mbụ apụọla na usoro jikọtara mmiri ngwọta na ihe siri ike dị ka kabọn na-abụghị ọganik.

Nguzozi dabere na kabọn bụ: kabọn mbụ hà ihe e ji esiji agba mbụ dị n'ime mmiri ngwọta gbakwunyere ihe e ji esiji agba mbụ e jidere n'elu gbakwunyere ihe ọganik etiti gbakwunyere kabọn a tụgharịrị gaa n'ụdị na-abụghị ọganik. Ebe a, 20 pasent nke oke ihe e ji esiji agba mbụ ka nọ dị ka ihe mbụ na-emebibeghị (0.2 mg n'akụkụ abụọ ahụ), 40 pasent atụgharịala gaa n'ihe na-abụghị ọganik, ebe 40 pasent fọdụrụ bụ ngwaahịa mgbanwe ọganik (ihe etiti dị n'ime mmiri ngwọta ma ọ bụ n'elu ihe siri ike, nke elu spektrum ngwaahịa gosipụtara). Akụkọ ziri ezi bụ mmebi 80 pasent nke ihe e ji esiji agba mbụ tinyere ntụgharị 40 pasent gaa n'ihe na-abụghị ọganik, ọ bụghị 95 pasent nke ihe ọ bụla. Rịba ama ọnyà ahụ: ọ bụrụ na a tụrụ TOC naanị n'ime mmiri dị n'elu nke a yọchara, a gaara agụ ihe ọganik e jidere n'elu dị ka ihe e bibiri, nke gaara eme ka ọnụ ọgụgụ ntụgharị gaa n'ihe na-abụghị ọganik bawanye karịa eziokwu. Tụọ kabọn n'ime ngwakọta mmiri na ihe siri ike niile ebe o kwere omume, ma ọ bụ gbakwunye akụkụ jikọtara na ihe siri ike ọzọ n'ụzọ doro anya.

Iwu ịkọ nsonaazụ

Kwuo ihe njedebe kacha nta nke ihe akaebe gị na-akwado, wee tinye nkwupụta siri ike karị naanị ka akụkụ nha ọ bụla na-emezu ihe a chọrọ. Ọrụ mmebi metilin blu na-enweta ntụkwasị obi n'otu ụzọ usoro ndị ọzọ dabere n'ihe e ji esiji agba si enweta ya: site n'ime ka nsonaazụ kwekọọ na njirimara usoro ahụ na-atụ n'ezie. Ntuziaka ibe ya banyere ịgụ nkwupụta nyocha dabere n'ihe e ji esiji agba na-agbatị otu ịkpachara anya ahụ ruo na nhazi ọmụmụ, usoro bara uru maka ịlele ọnọdụ nnwale na-akọwakwa omume nhazi nha nke a pụrụ iji ozugbo n'ọrụ akụrụngwa mmeghachi omume ìhè.