붕소 조사

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 9497(2023) 이 기사 인용

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농업 및 산업 부문에서 배출되는 폐기물의 생분해성이 아닌 특성으로 인해 담수 매장량이 오염됩니다. 매우 효과적이고 저렴한 이종 광촉매의 제조는 지속 가능한 폐수 처리에 중요합니다. 현재 연구 연구는 손쉬운 초음파 보조 열수 방법을 사용하여 새로운 광촉매를 구성하는 것을 목표로 합니다. 금속 황화물 및 도핑된 탄소 지지체 재료는 녹색 에너지를 효율적으로 활용하고 친환경적인 하이브리드 태양광 활성 시스템을 제작하는 데 적합합니다. 붕소 도핑된 그래핀 산화물 지지 황화구리 나노복합체는 열수적으로 합성되었으며 메틸렌 블루 염료의 햇빛 보조 광촉매 분해에 대해 평가되었습니다. BGO/CuS는 SEM-EDS, XRD, XPS, FTIR, BET, PL 및 UV-Vis DRS 분광법과 같은 다양한 기술을 통해 특성화되었습니다. BGO-CuS의 밴드갭은 tauc 플롯 방법을 통해 평가한 결과 2.51eV인 것으로 나타났습니다. 향상된 염료 분해는 pH = 8, 촉매 농도(BGO-CuS의 경우 20mg/100mL), 산화제 용량(BGO-CuS의 경우 10mM)의 최적 조건에서 얻어졌으며 최적 조사 시간은 60분이었습니다. 새로운 붕소가 도핑된 나노복합체는 햇빛 아래에서 메틸렌 블루를 최대 95%까지 효과적으로 분해했습니다. 홀과 하이드록실 라디칼이 핵심 반응종이었습니다. 반응 표면 방법론은 염료 메틸렌 블루를 효과적으로 제거하기 위해 여러 상호 작용 매개 변수 간의 상호 작용을 분석하는 데 사용되었습니다.

물은 항상 모든 생명체의 가장 중요하고 다양한 특징 중 하나였으며 수자원 오염은 신중한 고려가 필요한 문제입니다1. 살충제, 제초제, 염료, 유기 오염물질 등 다양한 요인을 포함한 산업 폐수는 수질 오염의 중요한 원인입니다2. 이러한 오염 물질의 사소한 양은 생태계에 심각한 영향을 미칠 수 있으며 기후 변화에 영향을 미칠 수 있습니다. 염색 공정 및 다양한 산업 단위에서 다양한 화학 물질이 활용되어 다채로운 색상, 비생분해성 및 부분적으로 위험한 화학 물질 및 염료를 포함한 폐수를 배출합니다3,4. 이 폐수는 메탄 배출(약 10%)의 주요 원인으로 기온 상승과 지구 온난화를 유발합니다. 이 때문에 폐수는 환경 피해를 최소화하기 위해 강으로 방류되기 전에 반드시 청소되어야 합니다5,6. 수질 오염의 주요 원인 중에는 비생분해성 화학물질과 수용성 염료가 있습니다7.

인구 과잉, 식량 수요 증가, 산업화 증가는 폐수 오염의 주요 원인입니다8,9. 수질 오염의 위협은 나날이 증가하고 있습니다. 수질 오염은 저개발국에서 우려되는 문제로, 국가의 호수와 강물 대부분이 오염되었습니다10,11. 전 세계적으로 많은 농촌 지역 사회는 물 부족과 미생물 및 화학적 오염 물질로 인한 수질 오염이라는 두 가지 문제에 직면해 있습니다12,13. 산업 폐수는 주로 염색 과정 등 수많은 작업의 각 단계에서 막대한 양의 물이 사용되는 섬유 산업에서 발생합니다.

유엔기구(UNO)에 따르면, 개발도상국 인구의 절반이 미생물학적 또는 화학적으로 오염된 식수로 인해 건강 문제를 겪고 있습니다14. 주요 관심사는 일반적으로 소비되는 물의 미생물학적 청결도입니다. 수인성 질병으로 인해 매년 500만 명이 사망합니다. 인간의 담수 소비량은 0.01%로 감소했으며, 지구 표면의 담수 매장량은 3%에 불과합니다. 인구 증가로 인해 담수 수요가 증가했습니다. 인구 증가가 가속화됨에 따라 지속 가능한 삶을 위한 심각한 담수 부족이 발생할 것입니다15.

고급 산화 공정(AOP)은 병원균과 질병을 유발하는 미생물 오염물질을 제거하기 위해 수처리 시설에서 사용됩니다. (AOP)는 최첨단 기술로 간주됩니다. 식수 여과에 AOP를 사용하자는 첫 번째 제안은 1980년에 이루어졌습니다. 나중에 과학자들은 이를 다양한 유형의 폐수에 대한 잠재적인 산화 처리제로 보기 시작했습니다16,17. 그러나 모든 방법에는 장점과 단점이 있습니다. 이종 반도체 광촉매는 오염 물질 분해를 위한 반도체 재료 활성화를 위한 잠재적인 소스로 햇빛을 활용하는 환경 친화적인 녹색 기술입니다. 처리 대상인 물의 오염 물질은 광물화되고 어떤 경우에는 모든 라디칼 간의 상호 작용과 초과산화물 및 H2O2와 같은 추가 반응성 종의 생성의 결과로 화학적으로 제거됩니다. 산화제(예: 수산기 라디칼이 국부적으로 생성될 때 AOP는 3차 방법으로 사용되며 빠르게 분해되는 불안정한 수산기 라디칼을 생성합니다. 이종 광촉매는 반도체 금속 산화물 및 황화물을 사용합니다. 이러한 물질은 생성되자마자 전자-정공 쌍을 생성합니다. 자외선 또는 햇빛 조사에 노출됩니다. 그러나 이러한 전하 캐리어는 빠르게 재결합하여 효율을 제한합니다.19 이러한 금속 황화물의 광효율을 높이기 위해 탄소 기반 지지체 재료와 결합되거나 고정됩니다. 이러한 새로운 인터페이스 개발은 도움이 됩니다. 폐수 처리를 위한 새로운 햇빛 활성 지원 기반 시스템 개발에 있습니다.