Construction d'une hétérojonction Z-Scheme Co3O4/BiOBr pour améliorer l'oxydation photocatalytique du peroxydisulfate de Rhodamine B à haute concentration : Mécanisme, voies de dégradation et évaluations toxicologiques

Les technologies de couplage photocatalytique ont émergé comme des stratégies populaires pour augmenter l'efficacité de traitement des eaux usées contenant des colorants. Dans cet article, l'hétérojonction Z-scheme Co3O4/BiOBr (Z-CBH) a été construite et développée en tant qu'activateur photocatalytique de peroxydisulfate (PDS) pour la dégradation de la Rhodamine B (RhB) à haute concentration. Plusieurs techniques de test ont été employées pour confirmer la formation des Z-CBHs. Lorsque 0,1 g·L–1 de Z-CBH20 et 1,0 mmol·L–1 de PDS ont été ajoutés simultanément sous irradiation simulée de la lumière du soleil, l'efficacité de dégradation de la RhB pouvait atteindre 91,3 %. Sa constante de vitesse de réaction (0,01231 min–1) était bien au-delà de la somme de celles dans le système Z-CBH20/lumière (0,00436 min–1) et le système PDS/lumière (0,0062 min–1). h+, •OH, •O2–, SO4•–, et 1O2 ont été détectés comme les espèces réactives dominantes pour la dégradation de la RhB. Le mécanisme potentiel de l'oxydation photocatalytique par PDS a été proposé. Les intermédiaires possibles ont été déterminés par chromatographie liquide à haute performance-spectrométrie de masse à temps de vol quadrupolaire assistée par théorie fonctionnelle de la densité et théorie de Fukui. Les voies de dégradation possibles de la dégradation de la RhB ont été avancées. Les propriétés toxicologiques de la RhB et de ses intermédiaires ont été évaluées par la prédiction de la relation structure-activité quantitative. Ce travail fournira non seulement une référence pour le développement d'activateurs de persulfate photocatalytique, mais aussi un aperçu des voies de dégradation de la RhB et de la toxicité de ses intermédiaires.