Fig. 1. (a) Imágenes SEM de Fe-ISA @ CN, (b) Imagen TEM de Fe-ISA @ CN, (c) HAADF-SEM de Fe-ISA @ CN, (D, eyf) Mapeo EDS. Crédito:YANG Wu
Recientemente, el equipo de investigación dirigido por el profesor Kong Lingtao del Instituto de Física del Estado Sólido, Los Institutos de Ciencias Físicas de Hefei (HFIPS) prepararon un catalizador de átomo de hierro único altamente activo (Fe-ISA @ CN) que puede activar el HNO 2 para generar radicales libres, logrando una rápida remoción de contaminantes de sulfadiazina en soluciones acuosas. Los resultados relevantes fueron publicados en el Journal of Colloid and Interface Science .
Sulfadiazina (SDZ), una especie de antibiótico de sulfadiazina sintético, es ampliamente utilizado en industrias clínicas y de cría de animales. Sin embargo, debido a su uso a gran escala y descarga incondicional de aguas residuales, cada vez se detectan más residuos de antibióticos en el medio acuático. Estos antibióticos siguen siendo muy tóxicos a concentraciones muy bajas. Debido a la estructura química estable de la sulfadiazina, es difícil resolver el problema residual con la tecnología de procesamiento convencional.
En esta investigación, los investigadores sintetizaron el Fe (acac) 3 Precursor @ ZIF8 usando un método solvotermal, y luego calcinado a una temperatura alta de 930 grados Celsius para preparar un catalizador dodecaédrico Fe-ISA @ CN con morfología uniforme y buena dispersión. Su superficie rugosa y su estructura hueca proporcionan una gran superficie específica y exponen una gran cantidad de sitios de adsorción.
Los resultados de los experimentos de degradación mostraron que 0,1 g / L de Fe-ISA @ CN podrían eliminar el 91% de 20 mg / L de SDZ en 60 minutos en condiciones de pH ácido.
"Analizamos el mecanismo, y descubrió que esos sitios activos podrían activar rápidamente el HNO 2 en breve, "dijo Yang Wu, científico líder de la investigación, "Produjo una gran cantidad de sustancias activas con mayor energía oxidante, y el sitio de adsorción podría adsorber SDZ para ayudar al proceso de degradación ".
Fig. 2. Esquema del mecanismo de activación en el sistema Fe-ISA @ CN / H2O2. Crédito:YANG Wu
El resultado demostró la rápida degradación de la sulfadiazina en el rango restringido. Combinado con los datos de LC-MS, propusieron las posibles vías de degradación. Después de cinco ciclos, la tasa de eliminación de sulfadiazina fue aún mayor al 80%, y la pérdida de hierro en el catalizador fue bastante pequeña, indicando una buena estabilidad del material.
Este trabajo rompe las estrictas restricciones de pH tradicionales de Fenton y proporciona nuevas ideas para la eliminación rápida y profunda de microcontaminantes en el agua mediante nanomateriales.
