陽光、海藻有助于降解染料？當然可以！

材料牛注：印度鹽和海洋化學品中央研究所（CSMCRI）的科學家們成功在陽光的參與下，完全降解某些工業染料，并將研究結果發布在RSC?Advances期刊。在這項研究中，讓陽光產生奇效的奧妙就在于卡拉膠、碳和硫處理過的二氧化鈦。

“每年，有至少500噸未被降解的紡織品染料廢物，沒有經過適當的處理就被排入天然河流，”論文中提到。

但是，盡管有嚴格的環保法規，其中卻沒有提供一個切實可行的處理工業染料的綜合性辦法。而且，所提出的方法代價昂貴，僅能做到集中污染物，而不能徹底地將染料分子降解成無毒成分。

普通的二氧化鈦一般用于工業染料的光催化降解，但是它的效率不高。因此，研究員嘗試在卡拉膠中，用硫和碳摻雜二氧化鈦納米顆粒。

研究發現，這種納米復合材料表現出優異的光催化性能，這有助于將工業染料在一個單步過程內迅速降解。

“激活催化劑所需的能量比未摻雜的要少，并且這也使得染料降解速度更快，”論文的通訊作者Ramavatar Meena?博士說道。

使用太陽能聚光器

研究還發現，與商業二氧化鈦基催化劑不能清除染料溶液不同，實驗室制備的光催化劑在5~6月的正午12點到下午2點之間受到陽光直射時，能降解染料。

“摻雜過的二氧化鈦光催化劑，在大約一個半小時內能完全降解活性黑-5和亞甲藍，在兩個小時內能降解60%的甲基橙，可見光在降解過程中起主要作用；紫外線的輻射強度只有3%。”Ramavatar Meena?博士說道。

太陽能聚光器的使用可以加速降解過程。“活性黑-5和亞甲藍在5分鐘之內降解，甲基橙在20分鐘內降解完全，”Meena博士說。然而，在加入未經過摻雜的二氧化鈦樣品中，最終沒有明顯的顏色變化。

“當使用太陽能聚光器后，可見光的強度變得更大，而可見光又在降解過程中作用巨大，”論文第一作者Jai Prakash Chaudhary如是說。針對陽光這個因素，研究人員正在計劃在冬天進行研究，來評估該光催化劑在沒有明亮的陽光時降解染料的催化性能。

研究結果顯示，這種納米復合材料是熱穩定的，并且可以重復使用多達6次，同時維持高于97%的降解效率。所以，這種納米復合材料的光催化劑不僅能安全徹底地降解有害染料，還能同時保護環境并降低成本。

原文鏈接：Sunshine, seaweed help to break down dye waste。

文獻鏈接：Fabrication of carbon and sulphur-doped nanocomposites with seaweed polymer carrageenan as an efficient catalyst for rapid degradation of dye pollutants using a solar concentrator。

本文由編輯部楊洪期提供素材，黃瓊編譯，?點我加入材料人編輯部。