De grafeenoxide biochar Tio2 Nanocomposiet introduceert een nieuw multifunctioneel ontwerp, integratie van adsorptie en fotokatalyse voor efficiënte en herbruikbare afvalwaterbehandeling. Credit: National Taiwan University
Onderzoekers van de National Taiwan University ontwierpen een grafeenoxide -biochar tio2 Nanocomposiet dat adsorptiecapaciteit combineert met superieure fotokatalytische activiteit. Met sterke materiaalkarakterisering en opto -elektronische eigenschappen biedt het een nieuwe en duurzame oplossing voor antibioticumverwijdering uit afvalwater van het vee.
Antibiotica van dierlijke landbouw, waaronder sulfamethoxazol, oxytetracycline en enrofloxacine, blijven bestaan ​​in afvalwater, bedreigend het waterleven en het versnellen van antimicrobiële resistentie. Conventionele behandelingen zijn inefficiënt of te duur voor wijdverbreid gebruik, waardoor een dringende behoefte aan innovatieve materialen ontstaat.
In een studie gepubliceerd in Chemical Engineering Journalonderzoekers hebben een nieuw nanocomposiet ontwikkeld dat adsorptie en fotokatalyse in één systeem verenigt. Door grafeenoxide, biochar en TIO te integreren2het materiaal bereikt prestaties die verder gaan dan de grenzen van adsorbentia of fotokatalysatoren met één functie.
Materiaalkarakterisering bevestigde de unieke eigenschappen van dit hybride ontwerp. Scanning -elektronenmicroscopie onthulde een poreuze structuur met uniform verankerde TIO2 nanodeeltjes. Röntgendiffractie vertoonde kristallijne stabiliteit, terwijl FTIR en Raman-spectroscopie overvloedige oppervlaktefunctionaliteiten geverifieerd. BET -oppervlakte -analyse van het oppervlak toonde een hoge porositeit, ter ondersteuning van sterke antibiotische adsorptie.
Het nanocomposiet bereikte meer dan 95% verwijdering van antibiotica onder ultraviolet licht en behield bijna 90% efficiëntie na herhaalde hergebruikcycli.
De opto-elektronische eigenschappen, waaronder brede spectrumabsorptie, beperkte bandgap, verbeterde ladingsdragerscheiding en efficiënte elektronenoverdracht, werden gevalideerd door UV-zichtbare spectroscopie en fotocurrent respons. Deze eigenschappen verbeteren de fotokatalytische activiteit aanzienlijk in vergelijking met conventionele TIO2 systemen.
Deze nieuwigheid ligt in het synergetische mechanisme: antibiotica worden eerst geconcentreerd op de biochar-grafeenoxidematrix, vervolgens afgebroken door met licht geactiveerde TIO2 in onschadelijke producten.
Deze multifunctionele aanpak biedt een duurzame, schaalbare en duurzame oplossing voor afvalwaterbehandeling, terwijl wereldwijde doelen worden ondersteund voor schoon water, verantwoordelijke productie en bescherming van aquatische ecosysteem.
“Dit onderzoek toont een baanbrekende route aan om watervoorraden te beschermen tegen farmaceutische vervuiling”, zegt prof. Shang Lien Lo, overeenkomstige auteur van de studie.
Meer informatie:
Payal Maharathi et al, gemakkelijke synthese van 2D “go” -tioâ‚‚ @biochar hybride nanocomposieten voor synergetische adsorptie en fotokatalytische eliminatie van veterinaire antibiotica van vee-effluenten, Chemical Engineering Journal (2025). Doi: 10.1016/j.cej.2025.166205
Dagboekinformatie:
Chemical Engineering Journal
Geboden door de National Taiwan University