超声波辅助绿色合成ZnO纳米颗粒,具有不同的溶液pH值用于水处理

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 环境科学 环境科学
• 纳米技术纳米技术

背景情况:

• 金属氧化物纳米粒子 (NP),特别是氧化物 (ZnO) NP,对于应对全球水资源挑战至关重要.
• 酸性水对环境和健康构成重大风险,需要有效的处理方法.

研究的目的:

• 使用超声波辅助的绿色合成与生提取物合成ZnO纳米结构.
• 为了研究溶液pH对ZnO NP特性和酸性和中性水中的光催化效率的影响.
• 在紫外线照明下使用合成的 ZnO NPs 评估甲蓝 (MB) 的光降解.

主要方法:

• 用生提取物进行ZnO NP的超声波辅助绿色合成.
• 在不同的pH (7-13) 条件下对ZnONP的物理性质 (形态,带隙,晶体体大小,表面积) 的表征.
• 甲蓝 (MB) 在紫外线下在酸性 (pH5) 和中性 (pH7) 水中进行光催化降解.

主要成果:

• 溶液pH (7-13) 显著影响了ZnO NP形态 (六角板,大麦状,纳米片).
• 水晶石的大小随着pH值的增加而减少,而带间隙能量在很大程度上保持独立.
• 在pH 11下合成的 ZnO NPs 显示出最高的 BET 表面积 (26.74 m2/g),与优越的光催化活性相关.
• 在酸性水 (pH5) 中,MB的最佳降解效率在160分钟内达到93.54% (10mg催化剂) 和86.04% (5mg催化剂).

结论:

• 通过绿色方法合成的 ZnO NPs 为酸性废水处理提供了一个有希望的,具有成本效益和可持续的解决方案.
• 这项研究证明了基于合成pH的ZnONP的调节性质,优化了它们的光催化性能.
• 以生提取物为媒介的ZnONP在UV辐射下降解MB等有机污染物的高效率.