Étude de la détection et de l'activation PMS par points quantiques Fe-Cu co-dopés pour la dégradation de la doxycycline hydrochloride

LIU Yang ,  

XU Wenbo ,  

ZHANG Liying ,  

ZHANG Qining ,  

SHI Weiguang ,  

DONG Biao ,  

摘要

Cet article utilise l'acide citrique et l'urée comme sources de carbone, le sulfate de cuivre et le chlorure de fer comme sources métalliques actives, et synthétise des points quantiques fluorescents co-dopés au fer et au cuivre (Fe-Cu-CDs) par la méthode hydrothermale. Dans un système aqueux, ces points quantiques présentent une double fonctionnalité, combinant la reconnaissance fluorescente précise de la doxycycline (DOX) en solution acide et une catalyse efficace de la dégradation de DOX activée par le persulfate (PMS). Le rendement quantique de fluorescence des Fe-Cu-CDs est de 73,2%, avec d'excellentes performances fluorescentes et une bonne résistance aux interférences. Basés sur les mécanismes d'extinction fluorescente statique et de transfert électronique induit par la lumière, les Fe-Cu-CDs peuvent détecter spécifiquement la DOX dans l'eau, avec une bonne relation linéaire entre le degré d'extinction de fluorescence et la concentration de DOX dans une plage de 0-100 μmol/L, et une limite de détection minimale de 51,7 nmol/L. Les Fe-Cu-CDs génèrent de l'oxygène singulet par un mécanisme non radicalaire, médiant ainsi un processus d'oxydation de type Fenton, avec un taux de dégradation maximal de DOX atteignant 83,6 % en 60 minutes, et un taux encore maintenu à 65,6 % après trois cycles. Par ailleurs, la spectroscopie photoélectronique X, la spectroscopie d'impédance électrochimique et l'analyse normalisée de la capacité de la double couche confirment conjointement que l'effet synergique bimetallique des Fe-Cu-CDs améliore la capacité de reconnaissance et l'efficacité catalytique du matériau, tant au niveau de l'exposition géométrique que du transfert électronique. Ainsi, les points quantiques co-dopés au fer et au cuivre combinent les avantages de la détection fluorescente et de la dégradation avancée non radicalaire médiée par l'oxygène singulet, offrant de nouveaux matériaux fluorescents efficaces et des solutions techniques intégrées pour la détection et le traitement des antibiotiques tétracyclines en environnement aquatique.

关键词

Points quantiques;Doxycycline hydrochloride;Reconnaissance spécifique;Activation PMS;Dégradation non radicalaire

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