Tổng hợp vật liệu g-C3N4/biochar để phân hủy quang xúc tác doxycycline trong dung dịch nước dưới ánh sáng nhìn thấy

Bài viết tiến hành phân tán gC3N4 lên nền biochar nhận được từ biomass sậy bởi sự thủy phân ở nhiệt độ phòng hỗn hợp bột rắn gồm gC3N4 và biochar trong môi trường kiềm. Đồng thời, hoạt tính QXT của sản phẩm được đánh giá thông qua khả năng phân hủy QXT kháng sinh doxycycline (DC) trong dung dịch nước dưới bức xạ ánh sáng nhìn thấy.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tổng hợp vật liệu g-C3N4/biochar để phân hủy quang xúc tác doxycycline trong dung dịch nước dưới ánh sáng nhìn thấy Vietnam Journal of Catalysis and Adsorption, 12 – issue 4 (2023) 115-125 Vietnam Journal of Catalysis and Adsorption Tạp chí xúc tác và hấp phụ Việt Nam https://jca.edu.vnTổng hợp vật liệu g-C3N4/biochar để phân hủy quang xúc tác doxycycline trong dungdịch nước dưới ánh sáng nhìn thấySynthesis of g-C3N4/biochar materials for photocatalytic degradation of doxycycline inaqueous solution under visible light irradiationBùi Thị Minh Nguyệt1, Nguyễn Thanh Tươi2, Nguyễn Văn Hưng1*1 Trường Đại học Đồng Tháp, 783-Phạm Hữu Lầu, phường 6, TP. Cao Lãnh, tỉnh Đồng Tháp2 Trường THPT Lấp Vò 2, xã Tân Mỹ, huyện Lấp Vò, tỉnh Đồng Tháp*Email: nguyenvanhung@dthu.edu.vnARTICLE INFO ABSTRACTReceived: 1/2/2023 This study used reed biomass and urea as raw materials to produceAccepted: 15/4/2023 biochar and g-C3N4 by pyrolysis under N2 atmospheric conditions atPublished: 30/12/2023 400oC and 520oC, respectively. The g-C3N4/biochar materials wereKeywords: prepared by dispersing different masses of g-C3N4 onto the biochar surface and characterized by XRD, SEM, BET, FT-IR and UV-Vis-DRSGraphitic carbon nitride, biochar, g- methods. The photocatalytic degradation on doxycycline (DC) wasC3N4/biochar, photodegradation, investigated from the factors of pH and concentration. Thedoxycycline characterization showed that g-C3N4 was well incorporated on the surface of biochar and increased the specific surface area of the material. The presence of biochar narrowed the band gap and increased light absorption at a wider wavelength range of g-C3N4. The composite of g-C3N4/biochar ratio of 2/1 presented the best performance, which is 2.38 times faster than g-C3N4 degrading DC. Kinetic studies showed that DC degradation followed pseudo-first-order kinetics with a determined rate constant kapp = 4,82×10-2 min−1 at a concentration of 5.0 mg/L DC. The study shows that the g-C3N4/biochar material has great potential in the treatment of antibiotic contaminated wastewater.Giới thiệu chung chức năng của hệ nội tiết, gây tác động ảnh hưởng đến sức khỏe của người và động vật; là nguyên nhân gây ra các bệnh ung thư, giảm lượng tinh trùng ở namKháng sinh hiện đang được sử dụng rộng rãi cho con giới, ung thư vú ở phụ nữ, gây ra hiện tượng quái thaingười, thú y và chúng có mặt nhiều trong nước thải [2,3],... Do đó, việc nghiên cứu loại bỏ tồn dư khángsinh hoạt, nước thải bệnh viện hoặc các trang trại chăn sinh trong các nguồn nước trước khi thải vào môinuôi [1]. Trong quá trình sử dụng, chỉ một phần nhỏ trường được cho là vấn đề cấp thiết hiện nay.các kháng sinh được hấp thu và chuyển hóa trong cơthể người/vật nuôi, còn phần lớn được bài tiết nguyên Để xử lý các nguồn nước xả thải bị ô nhiễm bởi khángdạng. Kháng sinh có thể tồn tại trong đất, nước, không sinh người ta có thể tiến hành bằng nhiều phươngkhí và một khi đã xâm nhập vào cơ thể sẽ làm rối loạn pháp khác nhau như: phân hủy sinh học, điện hóa, https://doi.org/10.62239/jca.2023.075 115 Vietnam Journal of Catalysis and Adsorption, 12 – issue 4 (2023) 115-125keo tụ và lọc màng [2,4]. Tuy nhiên, do đặc điểm cấu hoạt tính QXT của sản phẩm được đánh giá thông quatrúc phức tạp của kháng sinh, sự hình thành các sản khả năng phân hủy QXT kháng sinh doxycycline (DC)phẩm phụ độc hại, và chi phí vận hành hoặc bảo trì trong dung dịch nước dưới bức xạ ánh sáng nhìn thấy.cao làm cho các phương pháp trên trở nên kém hiệuquả [2,4]. Trong khi đó, phương pháp phân hủy quang Thực nghiệm và phương pháp nghiên cứuxúc tác (QXT) hiện được xem là giải pháp hiệu quảnhất trong xử lý nước thải do chi phí vận hành thấp, có Nguyên liệutính linh hoạt và khả năng tái sử dụng cao [2,4].Gần đây, một loại bán dẫn không kim loại, dạng Cây sậy được thu nhận tại huyện Tháp Mười, tỉnh Đồng Tháp (10o31’7’’ Bắc; 105o53’54’’ Đông). Thân câypolymer của carbon nitride có cấu trúc lớp như graphit(g-C3N4). Vật liệu này có nhiều ưu điểm như năng sậy được rửa sạch, cắt nhỏ, phơi khô, nghiền mịn (đạtlượng vùng cấm bé (khoảng 2,7 eV), có khả năng hoạt kích thước khoảng 1-2 mm), sau đó được sấy khô để t ...