CuO 나노로드로 장식된 폴리머 막의 통합 현장 제작을 통한 p-니트로페놀의 촉매 흐름 감소

우리는 NaBH4로 Cu2+ 이온의 초음파 화학적 환원을 통해 폴리(에테르 술폰)(15 중량 %) 주형 용액에서 구리 나노로드를 현장에서 제작하는 새로운 방법을 개발하였다. 주요 트위스트는 Cu(0) 촉매에 의한 에탄올리시스를 통해 잉여 NaBH4를 제거하기 위해 에탄올을 추가하는 것이다. 이를 통해 결과적으로 생성된 구리 함유 주형 분산액을 액체 비용매 유도 상 분리법으로 막 준비에 직접 사용할 수 있게 되었으며, 구리 소스를 완전 활용하여 금속 폐기물을 제로로 생성하였다. 우리는 주사 전자 현미경(SEM), 에너지 분산 X선 분광학(EDX), 투과 전자 현미경(TEM), X선 광전자 분광학(XPS), X선 회절(XRD), 및 UV/vis 분광법을 통해 막에 제시된 구리 나노로드를 특성화 하였다. 우리는 환원 조건에서의 빠른 고정화가 구리 나노로드가 높은 반응성을 가지는 상태로 막에 통합되는 것으로 이어졌음을 입증할 수 있었으며, 이는 제작 후 CuO로의 완전 산화도 촉진하였다. 우리는 또한 나노로드의 큰 비율과 결정 변형 현상을 관찰했는데, 이는 매트릭스 폴리머 주위로의 성장에서 기인한 것으로 보인다. 폴리(에테르 술폰)와의 얽힘은 최종 CuO장식 막의 기공 표면에서 선택적 제시를进一步 촉진하였다. 막은 최대 2800 L/m2hbar의 높은 물 투과성을 보인다. 우리의 촉매 막은 p-니트로페놀(p-NP)의 수용액 흐름 감소에서 매우 높은 활성도를 달성하였으며, 회전 빈도는 최대 115 h–1에 이르며, Pd 또는 Ag를 포함하는 다른 최첨단 촉매 막을 넘어섰다. 또한 우리는 물에서 환원제의 촉매 수화가 수소 가스 형성과 지속적인 촉매 p-NP 수소화 동안 활성 부위 차단으로 이어질 수 있음을 입증하였다. 우리는 동반 변환 손실이 물로 채워진 기공에서의 촉진된 가스 수송에 의해 완화될 수 있음을 보여주었으며, 이는 기공 크기 구배의 방향과 흐름 방향에 따라 달라진다.