汚染物質の優れた除去性能を伴うSpartina alternifloraに由来する天然光触媒の分析

スパルティナの代替品は、侵襲性の異星種として、染料汚染物質に対する固定化と相乗的光触媒に初めての使用潜在的使用の観点から研究されてきました。顕微鏡特性評価とフーリエ変換赤外線（FTIR）分光法の結果により、豊富な3Dワームホールのような細孔構造と活性官能基（-OH、-NH2、CO、SI-O-SI）の存在が確認されました。さらに、SiO2の存在は、金属酸化物を極グループに接続し、その後、反応手順全体を進めることができました。光触媒に含まれる遷移金属酸化物（Fe2O3、Tio2、Mno2、Nioなど）は、可視光励起による有機物の分解を効果的に促進する可能性があります。0.02gの光触媒を添加すると、92.03％の最高の色素除去効率に達することができました。捕獲実験により、H+は光触媒分解プロセス中に支配的な活性物質であることが確認されました。密度汎関数理論（DFT）計算により、官能基（-COOH、-OH、および-NH2）が触媒の例外的な吸着部位であることが検証され、計算された吸着エネルギーはすべてSRHH-NH2（-2.712688EV）<SRHH-OH（-2.075601EV）<SRHH-COOH（-1.283141EV）。これにより、インターフェイスの相互作用は、触媒と水中界面での水素結合の形成を介してカチオン性染料を効果的に結合し、全体的な光触媒還元還元還元速度の反応速度をさらに促進することが確認されました。染料分子の。したがって、この研究は、固形廃棄物を使用した天然光触媒の実現可能な合成を提供します。これは、有機産業汚染物質の治療のための優れた吸着と光触媒特性を示唆しています。

Spartina alterniflora, as an invasive alien species, has been studied in terms of its potential use in immobilization and synergistic photocatalysis against dye contaminants for the first time. Microscopic characterization and Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy results confirmed the presence of abundant 3D wormhole-like pore structures and active functional groups (-OH, -NH2, CO, Si-O-Si). Moreover, the existence of SiO2 was connected the metal oxides with polar groups, which could proceed entire reaction procedure subsequently. Transition metal oxides (such as Fe2O3, TiO2, MnO2 and NiO) contained in photocatalysts might effectively promote the organics decomposition by the visible light excitation. The highest dye removal efficiency of 92.03% could be reached with the addition of 0.02 g photocatalyst. The capture experiment confirmed that the h+ was the dominant active substance during the photocatalytic degradation process. Density functional theory (DFT) calculations verified that the functional groups (-COOH, -OH and -NH2) were exceptional adsorption sites for catalyst, and the calculated adsorption energy were all negative with the order of SRHH-NH2 (-2.712688 eV) < SRHH-OH (-2.075601 eV) < SRHH-COOH (-1.283141 eV), which confirmed that interface interaction effectively bound cationic dyes through the formation of hydrogen bonds at the catalysts-water interface, further accelerating the reaction rate of the entire photocatalytic reduction of dye molecules. Therefore, this work provides a feasible synthesis of natural photocatalysts using solid waste, which suggests excellent adsorption and photocatalysis properties for the treatment of organic industrial pollutant.