阳光、海藻有助于降解染料？当然可以！

材料牛注：印度盐和海洋化学品中央研究所（CSMCRI）的科学家们成功在阳光的参与下，完全降解某些工业染料，并将研究结果发布在RSC Advances期刊。在这项研究中，让阳光产生奇效的奥妙就在于卡拉胶、碳和硫处理过的二氧化钛。

“每年，有至少500吨未被降解的纺织品染料废物，没有经过适当的处理就被排入天然河流，”论文中提到。

但是，尽管有严格的环保法规，其中却没有提供一个切实可行的处理工业染料的综合性办法。而且，所提出的方法代价昂贵，仅能做到集中污染物，而不能彻底地将染料分子降解成无毒成分。

普通的二氧化钛一般用于工业染料的光催化降解，但是它的效率不高。因此，研究员尝试在卡拉胶中，用硫和碳掺杂二氧化钛纳米颗粒。

研究发现，这种纳米复合材料表现出优异的光催化性能，这有助于将工业染料在一个单步过程内迅速降解。

“激活催化剂所需的能量比未掺杂的要少，并且这也使得染料降解速度更快，”论文的通讯作者Ramavatar Meena 博士说道。

使用太阳能聚光器

研究还发现，与商业二氧化钛基催化剂不能清除染料溶液不同，实验室制备的光催化剂在5~6月的正午12点到下午2点之间受到阳光直射时，能降解染料。

“掺杂过的二氧化钛光催化剂，在大约一个半小时内能完全降解活性黑-5和亚甲蓝，在两个小时内能降解60%的甲基橙，可见光在降解过程中起主要作用；紫外线的辐射强度只有3%。”Ramavatar Meena 博士说道。

太阳能聚光器的使用可以加速降解过程。“活性黑-5和亚甲蓝在5分钟之内降解，甲基橙在20分钟内降解完全，”Meena博士说。然而，在加入未经过掺杂的二氧化钛样品中，最终没有明显的颜色变化。

“当使用太阳能聚光器后，可见光的强度变得更大，而可见光又在降解过程中作用巨大，”论文第一作者Jai Prakash Chaudhary如是说。针对阳光这个因素，研究人员正在计划在冬天进行研究，来评估该光催化剂在没有明亮的阳光时降解染料的催化性能。

研究结果显示，这种纳米复合材料是热稳定的，并且可以重复使用多达6次，同时维持高于97%的降解效率。所以，这种纳米复合材料的光催化剂不仅能安全彻底地降解有害染料，还能同时保护环境并降低成本。

原文链接：Sunshine, seaweed help to break down dye waste。

文献链接：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。

本文由编辑部杨洪期提供素材，黄琼编译， 点我加入材料人编辑部。