새로운 ZnS

Jun 25, 2023

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 2177(2023) 이 기사 인용

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본 연구에서는 ZnS-CdS의 몰비가 서로 다른 쉘 코어 구조를 갖는 새로운 자성 나노복합체를 합성하고 가시광선 소스인 수은 고압 램프가 있는 경우 합성 및 실제 폐수에서 염료 제거에 대한 광촉매 활성을 조사했습니다. ZnS-CdS 몰비가 0.25:0.75인 최적의 광촉매가 염료 제거에 있어서 가장 좋은 성능을 보였다. Fe3O4@BNPs@ZnS-CdS(ZnS/CdS: 0.25:0.75)의 입자 분포 히스토그램을 기반으로 하면 60~100nm의 입자가 가장 높습니다. DRS 결과에 따르면 황화아연과 황화카드뮴의 혼성화가 간극을 줄여 결과적으로 빛 흡수가 가시광선 영역까지 성공적으로 확장된 것으로 나타났다. PL 결과는 최적의 광촉매(Fe3O4@BNPs@ZnS-CdS)가 Fe3O4@BNPs@ZnS 및 Fe3O4@BNPs@CdS에 비해 전자-정공 재결합이 가장 낮다는 것을 확인시켜 줍니다. DLS 결과에 따르면 광학 복합재 표면의 전하는 모든 산성, 알칼리성 및 중성 pH에서 음전하를 띤다는 점에 유의해야 합니다. 본 연구의 중요한 장점 중 하나는 고압 수은 램프를 광원으로 사용하므로 이러한 램프는 경제성 측면에서 매우 경제적이며 수명이 길고 효율도 우수하다는 점입니다. 최적의 광촉매는 메틸렌블루(96.6%)와 메틸오렌지(70.9%) 제거에 탁월한 광촉매 활성을 나타냈을 뿐만 아니라, 섬유폐수(벤톤 98.5%, 다크올리브 100%)의 염료제거에도 우수한 광촉매 활성을 나타냈다. 도입된 자성 헤테로구조는 직물 및 방적 폐수에서 염료를 제거하는 데 적합한 옵션입니다.

오늘날 산업화, 인구 증가, 무한한 인간 활동의 증가와 함께 수질, 토양, 대기 오염도 증가하고 있으며 (염료, 약물, 농약 등) 각종 오염 물질이 물에 유입되어 환경, 인류 건강, 환경에 직접적인 영향을 미치고 있습니다. 동물, 새, 수중 생물1,2,3,4.

대기 오염은 천식과 호흡기 질환을 유발합니다. 토양 오염은 농업에 영향을 미치고 위장병을 유발합니다5,6. 오늘날 수질 오염 문제는 섬유, 인쇄, 염색, 방적, 가죽 등의 산업에서 염료와 독성 물질이 포함된 폐수를 다량으로 환경으로 배출하여 물의 수질과 건강에 영향을 미치기 때문에 가장 심각한 문제입니다7 ,8,9. 염료는 전하량과 용도에 따라 알칼리성, 산성, 중성, 아조, 방사성 염료로 분류됩니다.

염료는 산업 폐수, 특히 직물 폐수에서 가장 위험한 유기 오염물질 중 하나로 독성이 높고 파괴할 수 없는 구조를 갖고 있어 인간에게 암과 유전적 돌연변이, 피부염, 알레르기, 피부 자극을 유발합니다. 염료는 빛이 물 속으로 침투하는 것을 방지하기 때문에 수생 생태계의 광합성 과정을 방해할 수 있습니다10,11. 섬유산업에서 배출되는 유출수는 연간 약 100톤의 유색 유출수이며, 이는 수질 오염으로 이어진다12,13.

질병의 상당 부분(70%)이 오염된 물에서 발생하고14 인구 증가와 지하수 감소, 가뭄 등으로 인해 수처리는 안전한 물 부족 위기를 해결하는 최선의 해결책입니다.

일반적으로 수처리 방법에는 화학적, 물리적, 생물학적 방법의 세 가지 기본 범주가 포함됩니다15.

최근 수십 년 동안 막 분리, 다양한 흡착제 사용, 반도체 및 광촉매 사용 등 유기 오염물질 제거 및 수처리를 위해 다양한 기술이 사용되었으며, 그 중 일부는 복잡할 뿐만 아니라 비용도 많이 듭니다1,2. 보고된 기술 중 광촉매 분해는 수처리 및 폐수 내 유기 오염물질 제거를 위한 가장 좋은 방법 중 하나입니다.