Um novo ZnS

Jun 25, 2023

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 2177 (2023) Citar este artigo

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Neste estudo, novos nanocompósitos magnéticos com estrutura shell core com diferentes proporções molares de ZnS-CdS foram sintetizados e sua atividade fotocatalítica na remoção de corantes de efluentes sintéticos e reais na presença de lâmpada de mercúrio de alta pressão como fonte de luz visível foi investigada. O fotocatalisador ótimo com razão molar ZnS-CdS 0,25:0,75 apresentou o melhor desempenho na remoção de corante. Com base no histograma de distribuição de partículas de Fe3O4@BNPs@ZnS-CdS (ZnS/CdS: 0,25:0,75), partículas com 60–100 nm têm a maior abundância. De acordo com os resultados do DRS, a hibridização do sulfeto de zinco com o sulfeto de cádmio reduziu a lacuna e, como resultado, a absorção de luz foi estendida com sucesso à área visível. Os resultados do PL confirmam que o fotocatalisador ideal (Fe3O4@BNPs@ZnS-CdS) tem a menor recombinação elétron-buraco em comparação com Fe3O4@BNPs@ZnS e Fe3O4@BNPs@CdS. Deve-se notar que de acordo com os resultados do DLS, a carga na superfície óptica do fotocompósito é negativa em todos os pHs ácidos, alcalinos e neutros. Uma das vantagens significativas neste estudo é a utilização de lâmpadas de mercúrio de alta pressão como fonte de luz, de forma que estas lâmpadas são muito econômicas em termos de economia e também possuem uma longa vida útil e excelente eficiência. O fotocatalisador ideal não só apresentou excelente atividade fotocatalítica para a remoção de azul de metileno (96,6%) e laranja de metila (70,9%), mas também para a remoção de corantes de efluentes têxteis (Benton 98,5% e azeitona escura 100%). As heteroestruturas magnéticas introduzidas são opções adequadas para remoção de corantes de águas residuais têxteis e de fiação.

Hoje, juntamente com a industrialização, o crescimento populacional e o aumento das actividades humanas ilimitadas, a poluição da água, do solo e do ar também aumentou e vários poluentes como (corantes, medicamentos e pesticidas) entram na água, o que tem um impacto directo no ambiente, na saúde humana, animais, pássaros, criaturas subaquáticas1,2,3,4.

A poluição do ar leva à asma e às doenças respiratórias. A poluição do solo afeta a agricultura e causa doenças estomacais5,6. Hoje, a questão da poluição da água é o problema mais sério porque indústrias como a têxtil, gráfica, tinturaria, fiação, couro, etc. descarregam grandes quantidades de águas residuais contendo corantes e substâncias tóxicas no ambiente, o que afecta a qualidade e a saúde da água7 ,8,9. Os corantes são classificados em corantes alcalinos, ácidos, neutros, azo e radioativos com base em sua carga e aplicação.

Os corantes são um dos poluentes orgânicos mais perigosos nos efluentes industriais, principalmente nos efluentes têxteis, que apresentam alta toxicidade e estrutura indestrutível que causam câncer e mutações genéticas, dermatites, alergias, irritação da pele em humanos. Os corantes podem perturbar o processo de fotossíntese nos ecossistemas aquáticos porque impedem a penetração da luz na água10,11. O efluente descartado da indústria têxtil é de cerca de 100 toneladas de efluente colorido por ano, o que leva à poluição das águas12,13.

Dado que uma percentagem significativa (70%) das doenças tem origem na água poluída14, e também devido ao crescimento populacional e ao declínio das águas subterrâneas e à seca, o tratamento da água é a melhor solução para resolver a crise de escassez de água potável.

Geralmente, os métodos de tratamento de água incluem três categorias básicas de métodos químicos, físicos e biológicos15.

Nas últimas décadas, diferentes técnicas têm sido utilizadas para remoção de poluentes orgânicos e tratamento de água, como separação por membranas, uso de adsorventes diversos, uso de semicondutores e fotocatalisadores, algumas das quais, além de complexas, são dispendiosas1,2. Dentre as técnicas relatadas, a degradação fotocatalítica é um dos melhores métodos para tratamento de água e remoção de poluentes orgânicos em águas residuais.