在《华尔街日报》最近发表的一篇文章胶体和表面物理化学和工程方面,研究人员讨论了Dohelert设计(DOE)的绿色合成优化石墨烯量子点(GQDs)染料光降解的应用程序。
研究:绿色合成石墨烯量子点的优化染料光降解Dohelert设计应用程序。图片来源:Tayfun Ruzgar / Shutterstock.com
背景
固体废物产生和出现适当的环境管理问题,作为一个现代化的结果。布鲁尔的谷物(BSG)生产过程中产生的主要固体废物。然而,这个应用程序是由于高有机物浓度,高湿度和管理挑战。
因此,高贵的用途BSG是必需的,尤其是那些受益于它的高碳含量和异质性。结果,生产附加值货物从bsg通过绿色合成最近调查,目标是实现一个可持续的和低成本的方法,同时也支持零废品循环经济。
改变是可行的低价值材料的合成GQDs生物质废物。水热碳化(HTC)过程的合成GQDs已经受到了太多的利益。调查的特点GQDs通过改变两个或两个以上的参数和分析他们的光催化效果是有趣的。因为它的成本节约,实验性的实用性,为每个元素有不同水平的优势,能源部已经收到了大量的关注在选择响应面模型。
关于这项研究
在这项研究中,作者提出了制备GQDs布鲁尔的HTC吃剩的谷物。总共九个试验,温度和停留时间的影响GQDs的特点,特别是其光催化活性,使用Doehlert矩阵设计进行评估。甲基橙的光降解实验(MO)被用作分子模型。
团队证明了莫通过一阶的光降解机制,由两个阶段组成。GQDs BSG制成,用作前驱生物量。理化分析方法被用来描述所有的材料测试,他们用于实验光降解甲基橙的研究(MO)染料,这是作为模型分子。欧洲杯足球竞彩
研究人员利用美国能源部优化的合成GQDs HTC,温度和停留时间是检查变量。绿色化学的概念被用来合成GQDs布鲁尔的剩下的谷物以可持续的方式。停留时间的影响,温度对GQD属性,特别是光催化效率以甲基橙光降解,被验证使用Dohlert依赖于实验方法。
观察
曲线分为两个阶段,第一个持续了从0到120分钟(阶段1),并归因于GQDs莫表面吸附,动力学常数(k)值为1.00 x 103最小值1和一个线性符合一个R2为0.97。第二阶段,由于莫光降解和扩展从180年到600分钟,k为4.70 x 103最小值1和一个R2值为0.99。宏达电疗法所QY值在0.6%和0.3之间,除了治疗5在175°C 14 h和治疗7在200°C 14 h,有更高的值分别为4.9%和4.4。
GQDs pH值小于3.13,女士高电导率的1.0 - -3.0厘米1,和积极的电动电势。当刺激紫外(UV)光在365 nm, GQDs样本发出蓝色的色调,来显示他们的氮self-doping。透射电子显微镜显示与锯齿形边缘形成六角环。GQDs的量子收益率从4.9%至0.3不等。在150°C GQDs生成的光催化性能14个小时是最好的。钼的吸附GQDs归因于第1阶段,而莫的分解和/或氧气- - - - - -自由基被分配到第二阶段。
GQDs生产在较低温度条件下表现更好。因为主要的活性物种是激进的O2- - - - - -和e- - - - - -公元前,这些纳米材料表现出优异欧洲杯足球竞彩的光催化性能,降解甲基橙染料,被证明是很好的电子给体。
红外光谱分析的结果和蓝色发射的胶态悬浮显示self-doping GQDs氮。考试的pH、电导率和电动电势透露有益的品质的材料与甲基橙的交互。
结论
总之,本研究阐明绿色合成的制备生产GQDs与光催化活性,导致工业可持续发展和循环动态过程。
作者还展示了潜在的绿色制造GQDs nanocatalysts相关性,以及投资于研究的重要性,有助于将废物转化为新材料“零动态的附加价值。欧洲杯足球竞彩
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源
南美洲,l . V。,Michalczuk, A., Paszkuta, M., et al. Green Synthesis Optimization of Graphene Quantum Dots by Dohelert Design For Dye Photodegradation Application. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects 129442 (2022).https://www.欧洲杯线上买球sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0927775722011979
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