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Aug 05, 2023

사진을 통한 크리스탈 바이올렛 오염물질의 효과적인 제거

과학 보고서 13권,

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 7723(2023) 이 기사 인용

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측정항목 세부정보

포토펜톤 공정은 크리스탈 바이올렛(CV)과 같은 유기염료의 광촉매 반응에 사용되는 Advanced Oxidation Process 중 적합한 방법이다. La3+ 이온 치환된 가돌리늄 지르코늄 산화물 Gd(2−x)La(x)Zr2O7 나노분말(x = 0.1, 0.2, 0.3 및 0.5)은 효율적인 광촉매에 사용되는 졸-겔 자동 연소 방법을 사용하여 성공적으로 제조되었습니다. 포토 펜톤 프로세스를 사용한 이력서. 공간군: Fm-3m으로 구조화된 잘 결정화된 결함 형석은 X선 회절 분석을 사용하여 검출되었습니다. 평가된 La3+ 이온 농도에 따라 격자 매개변수가 증가하는 것으로 나타났습니다. 합성된 분말의 입자 크기는 La3+ 이온 함량이 증가함에 따라 증가하였다. SAED 패턴은 형석 구조의 형석을 묘사합니다. UV/가시광선 La3+ 이온 함량이 증가함에 따라 증가하는 Gd(2−x)La(x)Zr2O7 나노분말의 밴드 갭 에너지를 측정하기 위해 분광 광도계를 사용했습니다. 4eV에서 3.6eV로 향상되는 것으로 나타났습니다. 공정의 효율성을 보장하기 위해 광촉매 공정 중 미지의 농도를 결정하는 데 가시광선 분광 광도계를 사용했습니다. 전반적으로, 결과는 Gd(2−x)La(x)Zr2O7에 대한 광-펜톤 반응이 크리스탈 바이올렛(CV) 제거에 탁월하게 수행되었음을 보여줍니다. CV의 광복원율은 1시간 이내에 90%에 도달했습니다.

종이, 직물, 가죽, 플라스틱, 전기도금, 식품 가공, 제약, 농업 부문은 현대에 상업이 증가한 산업 중 일부에 불과합니다1,2. 이러한 부문은 고품질 제품을 생산하기 때문에 사회 전체에 중요한 의미를 갖습니다. 대부분의 산업 운영에서는 제품의 색상을 지정하기 위해 유기 염료를 사용하며, 이러한 색상을 하천이나 강과 같은 담수 대수층에 방출하여 결국 바다로 배출합니다3,4,5.

이러한 염료는 오랫동안 존재해 왔으며 거의 ​​모든 유형의 생명체에 심각한 해를 끼칠 뿐만 아니라 자연의 균형을 깨뜨리기도 합니다6,7. 이러한 색상 중 약 20%는 폐수로 환경에 버려져 생태계에 해를 끼칩니다. 이러한 오염 물질은 안정적인 구조로 인해 분해가 매우 어렵습니다8,9. 또한 이러한 오염 물질은 눈 자극, 피부 알레르기, 유전적 돌연변이, 간 문제 등 사람들에게 주요 문제를 일으킬 수 있습니다10,11,12.

크리스탈 바이올렛(CV)으로 알려진 이러한 위험한 염료 중 하나는 비료, 세제, 정균제, 가죽용 색소, 세제 등 Gram이 만드는 다양한 제품에 사용됩니다. 해양 생물에게 강력한 발암 물질입니다. 또한 CV는 염색체를 파괴하여 손상된 세포가 분열할 때 심각한 문제를 초래합니다. 또한 CV 염료는 트리페닐메탄 양이온 염료로 분류되며 섬유 및 종이 염료 부문에 활용됩니다. 비료, 부동액, 세제, 가죽 등 다양한 제품에도 이 기법을 사용하여 색상을 입힙니다. 조직학 염색으로 CV도 사용되며, 특히 박테리아를 분류하기 위한 그람 염색에서 가장 두드러집니다.

폐수에 염료를 투기함으로써 수생생물 교란과 수질 오염이 발생합니다15. 결과적으로 CV16과 같은 염료가 포함된 폐수를 처리하는 데 적합하고 효율적인 방법이 필요합니다. 이는 염료가 사람과 동물17 모두에서 암과 기타 돌연변이를 유발하는 입증된 능력이 필수적이기 때문입니다. 전통적인 산화제와 응고제, 생분해, 응고, 흡착, 물리적 침전은 CV18,19를 치료하는 데 불충분한 것으로 입증되었습니다.

반면에 더 나은 산화제, 마이크로파 촉매 작용, 광촉매 작용, 막 기술 및 고급 산화 공정(AOP)은 CV 탈색에 유망한 것으로 보입니다20,21,22. 물리적 처리의 근본적인 결점은 염료를 액체 상태에서 고체 상태로 옮기는 것뿐이어서 세척이 어렵다는 점이다. 결과적으로, 이러한 오염물질을 분해하기 위해 AOP, 특히 이종 광촉매를 이용한 화학적 처리가 관심을 끌고 있습니다.