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FCSE | 前沿研究:光-芬顿Ag@MIF-100(Fe)异质结修饰的木质素基电纺纳米纤维膜用于复杂废水修复
分享精力: 来源于: 电学过程前端FCSE

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  背景及意义

  根据化工的尽快的发展,多生产电镀废液办理办理步骤废弃物物没有经过外理或没有经过基本外理直排到地面水场景中,会造成了频发的水废弃物难题。其中的,染色剂做为类别先进典型的无机会废弃物物,具备有排放口量大、品类冗杂、的影响巨大等优势特点,已是为中国大陆无机会废弃物物生产电镀废液办理办理步骤管治的重中之重与困难。在诸多生产电镀废液办理办理步骤外理技能中,膜破乳法技能甚为实操单纯、霸占发展空间小、高速度更快和可大人数软件选用而成生产电镀废液办理办理步骤外理域的分析wifi。但,传统意义的单工作性和化石基膜极易蒙受膜废弃物、适用力差和性能参数衰弱,会造成在长时间加载其间渗透性率和破乳法高高效、性价比最高率下降。于是,本分析开发谈到了选用单纯的电磁干扰放电纺丝和原位生长期步骤来准备绘制有光-芬顿异质结架构的竹木素基电磁干扰放电纺丝納米食物纤维膜(Ag@MIL-100(Fe)/LENM),采用高效、性价比最高破乳法油脂保湿乳液和分解无机会染色剂。准备的光-芬顿结合膜在错综复杂生产电镀废液办理办理步骤外理修护中具备有好的的软件选用未来,该分析分为在校园营销推广活动的环节之中所构建深绿色、可保持、多工作性的生产电镀废液办理办理步骤外理膜建材和技能展示规范。

  内容及主要结论

  利用如何消除静电纺丝和原位生长发育具体方法提纯了木料素基符合膜(图1a),即Ag@MIL-100(Fe)/LENM,其都具有“芯-鞘”结构设计和光-芬顿崔凝成用,木料素基电纺奈米纤维素棉为“芯”,而在奈米纤维素棉外层分散化健康的Ag@MIL-100(Fe)异质结为光崔化“鞘”。木料素的机遇这样不仅能能方面所代替pp聚丙烯腈,同时为MIL-100 (Fe)负荷打造更加的位点(如官能团和粗糟外层)。与此同时,原位调整的Ag@MIL-100(Fe)异质结的高缝隙率、亲水性树脂和光-芬顿崔化性状彰显LENM优异的的灰色收入分割和吸附性-崔化性能。本深入分析主耍论述了下面信息内容:  (1)SEM图和设计元素遍历形象(图1)证明信八面体状的MIL-100(Fe)单晶体饱满地背包在静电反应纺丝納米纤维板上,与此同时银納米粒子也非常好地锚定和发散在MIL-100(Fe)的从表面,不低于最后证明信了实木纹素基光解反应黏结膜的成就备制。  (2)BET报告取决于MOFs的调整化强势挺高了挽回膜的比外壁积和孔洞率,其将有助于于环保问题物的丰度。  (3)在XRD、FT-IR和XPS(图2)对Ag@MIL-100(Fe)/LENM的硫化锌主成、化学式主成和主成去好几个款型表现。其最终进每一步表明了Ag@MIL-100(Fe)在LENM上的成功率聚合和进行固定。  (4)水沾染角效果说明Ag@MIL-100(Fe)的负荷更为明显提升了LENM的润湿性,这赋于LENM非常好的膜通量和油脂精华液分離学习能力,展览了Ag@MIL-100(Fe)/LENM在繁复残油生活污水自净方位的非常好利润。  (5)吸出-光-芬顿崔化實驗中,Ag@MIL-100(Fe)/LENM对特异性氧染料行为 出最弱的光崔化特异性氧,揭示Ag奈米粒子束的高导电性和等阴离子体现象正相关怎强了MOFs中光诱惑光学与空穴的能够隔离,得以推动了软型膜的光崔化特异性氧,构建了极高的崔化分解速度。

  (6)最后,本研究探讨了Ag@MIL-100(Fe)/LENM吸附-光-芬顿催化降解体系的可能机理(图3)。在吸附过程,膜与染料分子之间的相互作用可能包括孔捕获和π-π堆积。至于光-芬顿催化体系,沉积在MIL-100(Fe)表面上的银纳米颗粒由于其高导电性和等离子体效应而进一步促进了光生电子-空穴的有效分离,进而产生更多的强氧化自由基,促进光催化降解效率。此外,铁离子(Fe2+)、H2O2和可见光的协同光-芬顿催化作用也进一步促进了上述降解过程。

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图1 (a)光-芬顿木头材质素基Ag@MIL-100(Fe)/LENM的组成提示图。(b-d) LENM、MIL-100(Fe)/LENM和Ag@MIL100(Fe)/LENM的SEM图片;(e) Ag@MIL100(Fe)/LENM中C、Fe、O、Ag化学元素的EDS图片

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图2 (a-b)LENM、MIL-100(Fe)、MIL-100(Fe)/LENM和Ag@MIL-100(Fe)/LENM的XRD和FT-IR谱图;Ag@MIL-100(Fe)/LENM中 (c) C 1s,(d) O 1s,(e) Fe 2p和(f) Ag 3d的XPS谱

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图3 Ag@MIL-100(Fe)/LENM吸附剂-光-芬顿离子液体光降解活性染料的或者不可逆性

  亮点

  (1)提纯了可以选择于污水修整的光催化剂氧化竹木素基Ag@MIL-100(Fe)/LENM,其含有高的MIL-100(Fe)过载量和芯-鞘框架。  (2)Ag@MIL-100(Fe)/LENM在高的膜通量下依旧呈现出快速的水油水乳提取和染剂剔除高效率。  (3)Ag@MIL-100(Fe)/LENM情况出超强的的润湿性和强的光-芬顿信息化用。  相应技术成果以“Lignin-based electrospun nanofiber membrane decorated with photo-Fenton Ag@MIF-100(Fe) heterojunctions for complex wastewater remediation”为题,已发表论文在Frontiers of Chemical Science and Engineering上(DOI: 10.1007/s11705-023-2309-9)

  作者及团队介绍

  田国栋(第一作者):陕西科技大学2021级硕士研究生,研究方向为生物质基光催化材料构筑及其在废水处理中的应用。

  段超(通讯作者):陕西科技大学轻工学院副教授,主要从事纤维素绿色制备与功能化(溶解浆制备与功能化、纤维素溶解再生、特种纸产品开发等)及生物质功能材料构筑与应用(MOF催化材料、复杂废水治理、生物质储能材料开发等);发表高水平论文60余篇,其中SCI论文40余篇、以第一/通讯作者发表28篇,H指数31。

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责任编辑:施惠文
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