Chế tạo zeolit kim loại làm xúc tác quang phân hủy các chất ô nhiễm hữu cơ

Research on Chemical Intermediates - Tập 47 - Trang 433-458 - 2021
Sofian M. Kanan1, Matthew A. Moyet2
1Department of Biology, Chemistry & Environmental Sciences, American University of Sharjah, Sharjah, United Arab Emirates
2Department of Chemistry, University of Maine, Orono, USA

Tóm tắt

Khung zeolit cung cấp một môi trường lý tưởng cho các ion kim loại như bạc, vàng và đồng. Các zeolit đã được chế biến được đặc trưng hóa bằng nhiều kỹ thuật quang phổ khác nhau, bao gồm phát quang trạng thái rắn ở nhiệt độ thấp, Raman và FT-EXAFS, SEM–EDS, huỳnh quang tia X, cùng với các tính toán lý thuyết. Phân tích cho thấy sự hình thành của các oligomer ion kim loại cho các xúc tác zeolit được bổ sung bạc và vàng được nghiên cứu. Các zeolit có oligomer được tìm thấy có khả năng photocatalytic mạnh đối với thuốc trừ sâu và các chất ô nhiễm hữu cơ clo. Nhiều thông số xúc tác như thành phần kim loại, đường kính lỗ, cấu trúc, diện tích bề mặt cũng như các cơ chế động học được đề xuất cho các phản ứng quang xúc tác được trình bày trong bài đánh giá ngắn gọn này.

Từ khóa

#zeolit #xúc tác quang #ion kim loại #bạc #vàng #ô nhiễm hữu cơ #thuốc trừ sâu

Tài liệu tham khảo

D. Ayodhya, G. Veerabhadram, Mater. Sci. Technol. (United Kingdom) 35, 2259 (2019) J.C. Ahern, S.M. Kanan, H.H. Patterson, Comments Inorg. Chem. 35, 59 (2015) S. Suárez, R. Postolache, F.J. García-García, B. Sánchez, R. Rothon, A.M. Doyle, L. Tosheva, Microporous Mesoporous Mater. 302, 110202 (2020) R.J. Lewis, A. Bara-Estaun, N. Agarwal, S.J. Freakley, D.J. Morgan, G.J. Hutchings, Catal. Lett. 149, 3066 (2019) X. Gao, X. Yang, Q. Guo, W. Peng, Y. Luo, J. Taiwan Inst. Chem. Eng. 104, 301 (2019) S. Yekta, M. Sadeghi, Res. Chem. Intermed. 44, 1865 (2018) A. Kessouri, B. Boukoussa, A. Bengueddach, R. Hamacha, Res. Chem. Intermed. 44, 2475 (2018) R.S. Gomez, X. Li, R.L. Yson, H.H. Patterson, Res. Chem. Intermed. 37, 729 (2011) Z. Mortezaei, M. Zendehdel, M. Bodaghifard, Res. Chem. Intermed. 46, 2169–2193 (2020) H. Yoshida, T. Hamajima, Y. Kato, J. Shibata, A. Satsuma, T. Hattori, Res. Chem. Intermed. 29, 897 (2003) H. Nishiguchi, K. Yukawa, H. Yamashita, M. Anpo, Res. Chem. Intermed. 21, 885 (1995) J.C. Ahern, R. Fairchild, J.S. Thomas, J. Carr, H.H. Patterson, Appl. Catal. B Environ. 179, 229 (2015) S.M. Kanan, N. Abdo, M. Khalil, X. Li, F. Barilrobert, H. Patterson, Appl. Catal. B Environ. 106, 350 (2011) M.S. Park, J.S. Chang, D.S. Kim, S.E. Park, Res. Chem. Intermed. 28, 461 (2002) G. Yang, J. He, Y. Yoneyama, Y. Tan, Y. Han, N. Tsubaki, Res. Chem. Intermed. 34, 771 (2008) M.A. Sanhoob, O. Muraza, T. Tago, T. Taniguchi, G. Watanabe, T. Masuda, Res. Chem. Intermed. 42, 6437 (2016) S. Abbasizadeh, R. Karimzadeh, Res. Chem. Intermed. 45, 955 (2019) M. Yoon, S.Y. Ryu, Res. Chem. Intermediat. 30, 207 (2004) F. Bahramian, A. Fazlinia, S. Mansoor, M. Ghashang, F. Azimi, M.N. Biregan, Res. Chem. Intermed. 42, 6501 (2016) T. Jin, Y.K. Hwang, D. Hong, S.H. Jhung, Res. Chem. Intermed. 33, 501 (2007) S.P. Gadekar, M.K. Lande, Res. Chem. Intermed. 44, 3267 (2018) C. Sun, P. He, G. Pan, Y. Miao, T. Zhang, Res. Chem. Intermed. 44, 2607 (2018) Z. Tahri, F. Luchez, I. Yordanov, O. Poizat, A. Moissette, V. Valtchev, S. Mintova, M. Mostafavi, V.D. Waele, Res. Chem. Intermed. 35, 379 (2009) S.M. Kanan, F. Samara, I.A. Abu-Yousef, N. Abdo, D. Tobias, Res. Chem. Intermed. 36, 473 (2010) M.C. Kanan, A Study of the Photodegradation of Carbaryl: The Influnce of Natural Organic Matterand the Use of Silver Zeolite Y as a Catalyst (The University of Maine, Maine, 2002). T. Wang, S. Luo, G.A. Tompsett, M.T. Timko, W. Fan, S.M. Auerbach, J. Am. Chem. Soc. 141, 20318 (2019) C. Wang, S. Leng, H. Guo, J. Yu, W. Li, L. Cao, J. Huang, Appl. Surf. Sci. 498, 143874 (2019) D. Yao, Y. Wang, P. Li, H. Li, Dalton Trans. 49, 8179 (2020) S. Li, Q. Wang, H. Yu, T. Ben, H. Xu, J. Zhang, Q.Y. Du, J. Porous Mater. 25, 1797 (2018) C. De Smedt, F. Ferrer, K. Leus, P. Spanoghe, Adsorpt. Sci. Technol. 33, 457 (2015) M. Nikoorazm, A. Ghorbani-Choghamarani, N. Noori, Res. Chem. Intermed. 42, 4621 (2016) G. Jiang, X. Li, M. Lan, T. Shen, X. Lv, F. Dong, Appl. Catal. B Environ. 205, 532 (2017) X. Yang, T. Liang, J. Sun, M.J. Zaworotko, Y. Chen, P. Cheng, Z. Zhang, ACS Catal. 9, 7486 (2019) M. Yoon, S.U. Young Ryu, Res. Chem. Intermed. 30, 207 (2004) S.M. Kanan, M.C. Kanan, H.H. Patterson, Res. Chem. Intermed. 32, 871 (2006) R.J. Davis, Res. Chem. Intermed. 26, 21 (2000) Z. Pan, E.A. Stemmler, H.J. Cho, W. Fan, L.A. LeBlanc, H.H. Patterson, A. Amirbahman, J. Hazard. Mater. 279, 17 (2014) F. Samara, M. Al Shamsi, F. Kanaan, S.M. Kanan, Res. Chem. Intermed. 46, 1017 (2020) S.M. Kanan, I.A.A. Yousef, N.M. Abdo, Appl. Catal. B Environ. 74, 130 (2007) P.L. Miller, Y.P. Chin, J. Agric. Food Chem. 50, 6758 (2002) N. Davari, M. Farhadian, A.R.S. Nazar, M. Homayoonfal, J. Environ. Chem. Eng. 5, 5707 (2017) J. Liu, H. Lin, Y. He, Y. Dong, E. Rose, G.Y. Menzembere, J. Clean. Prod. 260, 121047 (2020) M.C. Kanan, S.M. Kanan, H.H. Patterson, Res. Chem. Intermed. 29, 691 (2003) J.C. Ahern, A. Shilabin, K.M. Henline, R.D. Pike, H.H. Patterson, Dalt. Trans. 43, 12044 (2014) X. Li, Z. Pan, D.A. Welch, F. Baril-Robert, R.D. Pike, H.H. Patterson, J. Phys. Chem. C 116, 26656 (2012) J. Ahern, S. Kanan, Z. Sara, T. Job, R. Alnaizy, N. Abu-Farha, H. Patterson, Environ. Sci. Pollut. Res. 22, 3186 (2015) X. Li, Z. Pan, F. Baril-Robert, J.C. Ahern, H.H. Patterson, J. Phys. Chem. C 118, 11886 (2014) R. Oriol, D. Clematis, E. Brillas, J.L. Cortina, M. Panizza, I. Sirés, Chem. Electro. Chem. 6, 1235 (2019) H.M. Ibrahim, A.T. Ali, Water (Switzerland) 12, 2 (2020) J.R. Kucklick, T.F. Bidleman, Mar. Environ. Res. 37, 79 (1994) S.M. Kanan, C.P. Tripp, R.N. Austin, H.H. Patterson, J. Phys. Chem. B 105, 9441 (2001) O. Iglesias, M.A.F. de Dios, T. Tavares, M.A. Sanromán, M. Pazos, J. Ind. Eng. Chem. 27, 276 (2015) S. Stanković, A. Zabel, M. Kostic, B. Manojlovic, S. Rajkovic, J. Pest Sci. 77, 11 (2004) H. Lin, K. Imakita, M. Fujii, VYu. Prokof’ev, N.E. Gordina, B. Saïd, A. Galarneau, Nanoscale 7, 15665 (2015) A. Alyokhin, Y.H. Chen, Curr. Opin. Insect Sci. 21, 33 (2017) A.M. Rowe, K.M. Brundage, J.B. Barnett, Basic Clin. Pharmacol. Toxicol. 102, 139 (2008) R.L. Cooper, T.E. Stoker, L. Tyrey, J.M. Goldman, W.K. McElroy, Toxicol. Sci. 53, 297 (2000) A. Jurado, M. Walther, M.S. Díaz-Cruz, Sci. Total Environ. 663, 285 (2019) A. Fareed, S. Riaz, I. Nawaz, M. Iqbal, R. Ahmed, J. Hussain, A. Hussain, A. Rashid, T.A. Naqvi, Heliyon 5, e02740 (2019) P. Masson, Toxicol. Lett. 206, 5 (2011) J.M. Wierenga, R.M. Hollingworth, J. Econ. Entomol. 86, 673 (1993) K.M. Major, D.P. Weston, M.J. Lydy, K.E. Hartz, G.A. Wellborn, A.R. Manny, H.C. Poynton, Evol. Appl. 13, 620 (2020) R.C. de Oliveira, C.P. Sousa, T.M. Freire, R.M. Freire, J.C. Denardin, P.B.A. Fechine, H. Becker, S. Morais, P. de Lima-Neto, A.N. Correia, Anal. Bioanal. Chem. 410, 7229 (2018) H.M. Ismail, S. Freed, A. Naeem, S. Malik, N. Ali, J. Hillyer, J. Med. Entomol. 57, 204 (2020) P.A.K. Reddy, P.V. Reddy, E. Kwon, K.H. Kim, T. Akter, S. Kalagara, Environ. Int. 91, 94 (2016) C. Yunta, K. Hemmings, B. Stevenson, L.L. Koekemoer, T. Matambo, P. Pignatelli, M. Voice, S. Nász, M.J. Paine, Pestic. Biochem. Physiol. 161, 61 (2019) X. Su, Y. Guo, J. Deng, J. Xu, G. Zhou, T. Zhou, Y. Li, D. Zhong, L. Kong, X. Wang, PLoS Negl. Trop. Dis. 13, 1 (2019) R. Prado, P.A. Macedo-Salles, R. Duprat, C.B. Mello, J. Med. Entomol. 57, 454 (2020) M. Basit, Phytoparasitica 47, 207 (2019) R. Busi, I. Francis, D. Goggin, J. Lerchl, A. Porri, S.B. Powles, C. Sun, H.J. Beckie, Pest Manag. Sci. 76, 2601 (2020) I. Jambon, S. Thijs, G. Torres-Farradá, F. Rineau, N. Weyens, R. Carleer, P. Samyn, J. Vangronsveld, Front. Microbiol. 10, 1 (2019) J. Tan, X. Lu, L. Fu, G. Yang, J. Chen, Ecotoxicol. Environ. Saf. 186, 109775 (2019) A.R. Jafarabadi, A.R. Bakhtiari, S. Mitra, M. Maisano, T. Cappello, C. Jadot, Environ. Pollut. 253, 78 (2019) R.M. Oxborough, A. Seyoum, Y. Yihdego, R. Dabire, V. Gnanguenon, F. Wat’senga, F.R. Agossa, G. Yohannes, S. Coleman, L.M. Samdi, A. Diop, O. Faye, S. Magesa, A. Manjurano, M. Okia, E. Alyko, H. Masendu, I. Baber, A. Sovi, J. Rakotoson, K. Varela, B. Abong’o, B. Lucas, C. Fornadel, D. Dengela, Malar. J. 18, 1 (2019) L. Charlestra, D.L. Courtemanch, A. Amirbahman, H. Patterson, Chemosphere 72, 1171 (2008) J. Tang, X. Huang, X. Huang, L. Xiang, Q. Wang, Environ. Earth Sci. 66, 441 (2012) A. Saeed, M. Altarawneh, K. Siddique, J.A. Conesa, N. Ortuño, B.Z. Dlugogorski, Ecotoxicol. Environ. Saf. 192, 110272 (2020) S. Kanan, M.C. Kanan, H. Patterson, J. Phys. Chem. B 105, 7508 (2001) S.M. Kanan, Study of Argenate, Dicyanoargenate, and Dicyanoaurate Clusters Doped in Zeolites and the Photoassisted Degradation of NOx, Malathion, Carbofuran, and Carbaryl (University of Maine, Maine, 2000). H.H. Patterson, S.M. Kanan, M. Omary, Coord. Chem. Rev. 208, 227 (2000) S.M. Kanan, M.A. Omary, M. Matsuoka, M. Anpo, H.H. Patterson, J. Phys. Chem. B 104, 3507 (2000) H. Patterson, R. Gomez, H. Lu, R. Yson, Catal. Today 120, 168 (2007) M. Iwamoto, H. Hamada, Catal. Today 10, 57 (1991) S.M. Kanan, S. Nusri, Adv. Mater. Res. 856, 43 (2014) H. Yamashita, Y. Ichihashi, M. Anpo, M. Hashimoto, C. Louis, M. Che, J. Phys. Chem. 100, 16041 (1996) M. Anpo, Y. Ichihashi, M. Takeuchi, H. Yamashita, Res. Chem. Intermed. 24, 143 (1998) M. Anpo, H. Yamashita, Y. Ichihashi, Y. Fujii, M. Honda, J. Phys. Chem. B 101, 2632 (1997) S. Zhang, S. Higashimoto, H. Yamashita, M. Anpo, J. Phys. Chem. 102, 5590 (1998) M. Anpo, M. Sunamoto, M. Che, J. Phys. Chem. 93, 1187 (1989) M. Anpo, M. Sunamoto, T. Fujii, H.H. Patterson, M. Che, Res. Chem. Intermed. 11, 245 (1989) M. Anpo, M. Kondo, S. Coluccia, M. Che, J. Am. Chem. Soc. 111, 8791 (1989) C. Louis, M. Che, M. Anpo, J. Catal. 141, 453 (1993) S. Kanan, M.C. Kanan, H. Patterson, Curr. Opin. Solid State Mater. Sci. 7, 443 (2003) M.C. Kanan, S.M. Kanan, R. Austin, H.H. Patterson, Environ. Sci. Technol. 37, 2280 (2003) S.M. Kanan, I.A. Abu-Yousef, N. Abdo, Int. J. Environ. Eng. 6, 370 (2014) F. Samara, F. Feghaly, S. M. Kanan, Catalysis Today (2019) In Press F. Samara, E. Jermani, S.M. Kanan, Arab. J. of Chem. 12, 1870 (2019) F. Samara, T. Ghalayini, N. Abu Farha, S. Kanan, Catalysts 10, 957 (2020)