澤攸科技ZEM系列臺(tái)掃助力環(huán)境科研創(chuàng)新:可見光催化抗生素降解的探索
日期:2024-02-06
環(huán)境污染和能源短缺是當(dāng)今人類社會(huì)面臨的嚴(yán)重威脅之一。為了克服這些問題,特別是在污水處理過(guò)程中,尋找新的技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)清潔、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展顯得尤為重要。在各種工業(yè)廢水中,抗生素的過(guò)量排放引起了廣泛關(guān)注??股氐臍埩魰?huì)污染土壤、水體和海鮮,導(dǎo)致耐藥性問題。因此,迫切需要尋找環(huán)保策略來(lái)消除這些殘留物。在抗生素降解領(lǐng)域,可見光驅(qū)動(dòng)的過(guò)硫酸鹽活化的光催化劑具有廣闊的應(yīng)用前景。
近期,北京師范大學(xué)珠海分校蔣福賓教授團(tuán)隊(duì)利用到了澤攸科技的ZEM系列臺(tái)式掃描電鏡進(jìn)行了一項(xiàng)研究,主要聚焦于利用可見光驅(qū)動(dòng)的過(guò)硫酸鹽(PMS)激活CuInS2/g-C3N4異質(zhì)結(jié),實(shí)現(xiàn)LVF的降解,這一成果為處理抗生素污染提供了新的思路。文章以“Enhanced Degradation of Levofloxacin through Visible-Light-Driven Peroxymonosulfate Activation over CuInS2/g-C3N4 Heterojunctions”為題發(fā)表在Nanomaterials上,通訊作者為北京師范大學(xué)珠海分校蔣福賓教授,北京師范大學(xué)珠海分校鐘欣博士為作者。
研究使用了澤攸科技的ZEM臺(tái)掃
CuInS2/g-C3N4異質(zhì)結(jié)是一種新型的光催化劑,具有獨(dú)特的光電性能和催化性能。g-C3N4是一種半導(dǎo)體材料,具有良好的導(dǎo)電性和化學(xué)穩(wěn)定性。CuInS2是一種典型的I-III-VI族化合物,具有良好的光吸收性能和催化性能。通過(guò)將CuInS2嵌入到g-C3N4中,可以形成具有協(xié)同效應(yīng)的異質(zhì)結(jié)光催化劑。這種光催化劑可以有效地吸收可見光,產(chǎn)生光生電子和空穴,并激活過(guò)硫酸鹽產(chǎn)生硫酸根自由基,從而降解有機(jī)污染物。
該實(shí)驗(yàn)研究了CuInS2/g-C3N4異質(zhì)結(jié)光催化劑在可見光驅(qū)動(dòng)的過(guò)硫酸鹽活化體系中的催化性能和降解機(jī)制。具體來(lái)說(shuō),實(shí)驗(yàn)中合成了不同比例的xCuInS2/g-C3N4光催化劑,并研究了它們?cè)诮到庾笱醴承沁^(guò)程中的催化性能。結(jié)果表明,3CIS/GCN異質(zhì)結(jié)光催化劑具有降解效果,可以在60分鐘內(nèi)降解98.9%的左氧氟沙星。
此外,研究還通過(guò)自由基猝滅實(shí)驗(yàn)和電子順磁共振技術(shù)確定了硫酸根自由基、超氧自由基、羥基自由基和單態(tài)氧等自由基在降解過(guò)程中的貢獻(xiàn),并通過(guò)液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)分析了左氧氟沙星的降解產(chǎn)物,并提出了可能的降解途徑。這項(xiàng)研究為利用可見光驅(qū)動(dòng)的過(guò)硫酸鹽激活CuInS2/g-C3N4異質(zhì)結(jié)降解LVF提供了新的思路,同時(shí)也展示了澤攸科技的ZEM系列臺(tái)式掃描電鏡在材料表征方面的優(yōu)勢(shì)。這一研究成果不僅有助于解決環(huán)境中的抗生素殘留問題,而且為相關(guān)研究提供了重要的參考價(jià)值。
3CIS/GCN催化劑的形貌特征、組成元素以及形成的異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)
如上圖所示,為了驗(yàn)證催化劑的結(jié)構(gòu),實(shí)驗(yàn)使用了澤攸科技ZEM系列臺(tái)式掃描電鏡觀察了其形貌。結(jié)果顯示,GCN呈現(xiàn)薄層狀形貌,而CIS呈現(xiàn)八面體結(jié)構(gòu),3CIS/GCN異質(zhì)結(jié)則呈現(xiàn)薄層狀形貌,同時(shí)CIS顆粒均勻地分散在GCN納米片表面。這表明CIS和GCN之間形成了緊密的界面接觸,為可見光驅(qū)動(dòng)的PMS活化過(guò)程提供了理想的平臺(tái)。
綜上,這項(xiàng)研究為利用可見光驅(qū)動(dòng)的過(guò)硫酸鹽激活CuInS2/g-C3N4異質(zhì)結(jié)降解LVF提供了新的思路,同時(shí)也展示了澤攸科技ZEM系列臺(tái)式掃描電鏡在材料表征方面的優(yōu)勢(shì)。這一研究成果不僅有助于解決環(huán)境中的抗生素殘留問題,而且為相關(guān)研究提供了重要的參考價(jià)值。
澤攸科技ZEM系列臺(tái)式掃描電鏡
該研究中使用的澤攸科技的ZEM系列臺(tái)式掃描電鏡具有很好的成像質(zhì)量和便攜性,可連續(xù)調(diào)節(jié)加速電壓,同時(shí)配備二次電子探測(cè)器、背散射電子探測(cè)器、集成式能譜儀及多種原位樣品臺(tái)。這些功能可以滿足不同實(shí)驗(yàn)和檢測(cè)需求,應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。
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作者:澤攸科技