炭素ナノチューブを媒介するアゾ染料の化学的および生物学的脱色：構造活性の関係を理解する

アゾ染料分子の化学構造は、脱色速度に有意な影響を示しましたが、化学構造とその還元脱型速度との構造活性関係は完全には理解されていません。この研究では、AZO結合に置換剤を電子吸収するものに近い位置を持つAZO染料分子は、カーボンナノチューブ（CNT）の存在の有無にかかわらず、より速い化学的および生物的還元速度をもたらし、電子反射型の代替品をAZO結合主導に近づけることがわかりました。CNTの存在の有無にかかわらず、より遅いアゾ染料化学および生物還元率。さらに、ガルバニック細胞実験は、電子移動プロセスがAZO染料の化学的および生物学的還元脱ラー化の両方に重要な役割を果たす可能性があることを暗示し、CVの結果は、より速いAZO染料化学脱溶解反応に対応するより高い（AZO結合切断）還元波の電位が示されたことを示しています。最後に、最も低い化学染色反応に対応するAZO染料のLUMOエネルギーが低いことを確立したのは、最も低い空産分子眼窩（LUMO）エネルギーの結果です。この研究は、AZO染料の構造特性とその脱色率の間の体系化された関係を提供するだけでなく、普遍的で伝播可能な削減ルールを提供します。

Chemical structure of azo dyes molecules showed significant influence on their decolorization rate, while the structure-activity relationship between chemical structure and their reduction decolorization rate is not fully understand. In this study, we found that azo dye molecule with closer position for electron-withdrawing substituent to azo bond resulted in faster chemical and biotic reduction rate with or without presence of carbon nanotubes (CNTs), while electron-repulsive substituent closer to azo bond leading to slower azo dye chemical and biotic reduction rate no matter with or without presence of CNTs. Additionally, galvanic cell experiments implied that electron transfer process may play important roles for both chemical and biological reduction decolorization of azo dyes, and CV results indicated that the higher (azo bond breakage) reduction wave potential corresponding to a faster azo dye chemical decolorization reaction. Finally, the results of Lowest Unoccupied Molecular Orbital (LUMO) energy established that lower LUMO energy for azo dye corresponding to a faster chemical decolorization reaction. This study not only offer systematized relationships between structure property of azo dye and their decolorization rate, but also provide a universal and propagable reduction rules.