<p>W ostatnich latach zanieczyszczenie wód organicznymi substancjami chemicznymi, w szczególności farmaceutykami, stało się poważnym problemem ekologicznym. Antybiotyki, takie jak sulfamethoksazol (SMX) oraz tetracyklina (TC), są powszechnie wykrywane w różnych zbiornikach wodnych, co budzi obawy o ich wpływ na zdrowie ludzi i ekosystemy wodne. Ostatnie badania naukowe dostarczają istotnych informacji na temat zastosowania bismutowych metalowo-organicznych struktur (Bi-MOF) jako efektywnych fotokatalizatorów w degradacji tych substancji. Badanie to koncentruje się na syntezie, charakterystyce oraz ocenie efektywności fotokatalitycznej Bi-MOF oraz jego pochodnych, w tym Ag<sup>+</sup>/Bi-MOF i NH<sub>4</sub><sup>+</sup>/Ag<sup>+</sup>/Bi-MOF.</p>
<h2>Wprowadzenie do problematyki zanieczyszczenia wód</h2>
<p>Antybiotyki, takie jak sulfamethoksazol i tetracyklina, dostają się do środowiska poprzez różne drogi, w tym odpady przemysłowe oraz niewłaściwe usuwanie nieużywanych leków. Obecność tych substancji w wodach stanowi zagrożenie dla zdrowia ludzi, ponieważ mogą prowadzić do rozwoju oporności na antybiotyki wśród bakterii. Tradycyjne metody oczyszczania wód, takie jak procesy biologiczne czy chemiczne utlenianie, okazują się niewystarczające w usuwaniu tych uporczywych zanieczyszczeń. Dlatego też, w ostatnich latach, fotokataliza stała się obiecującą metodą degradacji zanieczyszczeń organicznych w wodzie, wykorzystując energię świetlną do aktywacji katalizatorów, które mogą rozkładać organiczne cząsteczki na mniej szkodliwe substancje.</p>
<h2>Metodyka badania i synteza Bi-MOF</h2>
<p>Badanie rozpoczęto od syntezy Bi-MOF przy użyciu metody solvotermalnej. Bi-MOF wykazuje dużą powierzchnię, co sprzyja adsorpcji i katalizie. W badaniach wykorzystano także pochodne Bi-MOF, takie jak Ag<sup>+</sup>/Bi-MOF oraz NH<sub>4</sub><sup>+</sup>/Ag<sup>+</sup>/Bi-MOF, w celu poprawy wydajności fotokatalitycznej. W badaniach oceniano efektywność degradacji SMX i TC w roztworach wodnych pod wpływem widzialnego światła. Wyniki wskazują, że pochodne Bi-MOF wykazują znacznie wyższą aktywność fotokatalityczną w porównaniu do samego Bi-MOF.</p>
<h2>Wyniki badań nad degradacją sulfamethoksazolu</h2>
<p>Wyniki badań wykazały, że Bi-MOF oraz jego pochodne skutecznie degradują sulfamethoksazol. Pochodne Ag<sup>+</sup>/Bi-MOF oraz NH<sub>4</sub><sup>+</sup>/Ag<sup>+</sup>/Bi-MOF wykazały znacznie lepszą wydajność w porównaniu do Bi-MOF. Ag<sup>+</sup> poprawia separację ładunków i absorpcję światła, co prowadzi do wyższej efektywności fotokatalitycznej. Dodatkowo, obecność jonów amonowych (NH<sub>4</sub><sup>+</sup>) wpływa na chemię powierzchni katalizatora, co z kolei modyfikuje procesy adsorpcji i degradacji zanieczyszczeń.</p>
<h2>Dyskusja nad zastosowaniem Bi-MOF w praktyce</h2>
<p>Oprócz wysokiej efektywności degradacji, testy wielokrotnego użycia wykazały, że Bi-MOF i jego pochodne utrzymują wysoką wydajność degradacji przez wiele cykli, co podkreśla ich potencjał do zastosowania w rzeczywistych technologiach oczyszczania środowiska. Ostatecznie, badania te wskazują, że modyfikacja struktury Bi-MOF przy użyciu odpowiednich jonów metali, takich jak Ag<sup>+</sup>, może znacząco poprawić ich zdolności fotokatalityczne, co otwiera nowe możliwości w usuwaniu uporczywych zanieczyszczeń organicznych, takich jak sulfamethoksazol i tetracyklina.</p>
<h2>Podsumowanie wyników i ich znaczenie</h2>
<p>Badania nad Bi-MOF i jego pochodnymi dostarczają nowej wiedzy na temat możliwości ich zastosowania w usuwaniu zanieczyszczeń organicznych z wód. Odkrycia te mogą mieć kluczowe znaczenie dla opracowania bardziej efektywnych technologii oczyszczania wód, co jest niezbędne w kontekście rosnącego zanieczyszczenia środowiska.</p>
Bibliografia
Anh Tran Vy, Tran Thi Tuong Vi, Sang Tran Thanh, Thu Nguyen Anh, Dat Nguyen Duy, Vu_Quang Hieu, Le Van Thuan and Thi Vo Thu Thao. Optimizing adsorption and photocatalysis for tetracycline and sulfamethoxazole removal: the role of Ag+ and NH4+ in Bi-MOF derivatives. RSC Advances , 15(3), 2205-2216. DOI: https://doi.org/10.1039/d4ra07287a.
