Towards a higher photostability of ZnO photo-electrocatalysts in the degradation of organics by using MMO substrates

In this work, it is proposed a novel strategy to increase the photostability of the ZnO photoelectrocatalyst under prolonged light irradiation, without the addition or deposition of metals and/or semiconductor oxides during their synthesis. This strategy is based on the use of a mixed metal oxide (MMO-Ru0.3Ti0.7O2) coating as the substrate for the electrodeposition of ZnO. To assess it, the electrodeposition of ZnO films on Ti and Ti/MMO substrates and the photoelectrocatalytic activity of these materials for the degradation of the herbicide clopyralid were studied. The results showed that the substrate directly influenced the photo-stability of the ZnO film. Under the incidence of UV light and polarization, the novel Ti/MMO/ZnO electrode showed greater photocurrent stability as compared to Ti/ZnO, which is a very important outcome because the behavior of these electrodes was similar when compared in terms of the degradation of clopyralid. Single electrolysis was not able to degrade efficiently clopyralid at the different potentials studied. However, the irradiation of UV light on the polarized surface of the Ti/ZnO and Ti/MMO/ZnO electrodes increased markedly the degradation rate of clopyralid. A synergistic effect was observed between light and electrode polarization, since the rate of degradation of clopyralid was twice as high in photoelectrocatalysis (PhEC) than in photocatalysis (PhC) and different intermediates were formed. From these results, mechanisms of degradation of clopyralid for the PhC and PhEC systems with the Ti/ZnO and Ti/MMO/ZnO electrodes were presented. Therefore, the Ti/MMO/ZnO electrode could be a cheap and simple alternative to be applied in the efficient photodegradation of organic pollutants, presenting the great advantage of having a facile synthesis and high capacity to work at relatively low potentials.En este trabajo se propone una estrategia novedosa para incrementar la fotoestabilidad del fotoelectrocatalizador de ZnO bajo irradiación de luz prolongada, sin la adición o deposición de metales y / o óxidos semiconductores durante su síntesis. Esta estrategia se basa en el uso de un óxido de metal mixto (MMO-Ru 0.3 Ti 0.7 O 2) revestimiento como sustrato para la electrodeposición de ZnO. Para evaluarlo se estudió la electrodeposición de películas de ZnO sobre sustratos de Ti y Ti / MMO y la actividad fotoelectrocatalítica de estos materiales para la degradación del herbicida clopyralid. Los resultados mostraron que el sustrato influyó directamente en la fotoestabilidad de la película de ZnO. Bajo la incidencia de la luz ultravioleta y la polarización, el nuevo electrodo de Ti / MMO / ZnO mostró una mayor estabilidad de fotocorriente en comparación con Ti / ZnO, lo cual es un resultado muy importante porque el comportamiento de estos electrodos fue similar en términos de degradación de clopyralid. La electrólisis simple no fue capaz de degradar eficazmente la clopiralida a los diferentes potenciales estudiados. Sin embargo, la irradiación de luz ultravioleta sobre la superficie polarizada de los electrodos de Ti / ZnO y Ti / MMO / ZnO aumentó notablemente la tasa de degradación del clopiralida. Se observó un efecto sinérgico entre la luz y la polarización del electrodo, ya que la tasa de degradación de clopiralida fue dos veces mayor en fotoelectrocatálisis (PhEC) que en fotocatálisis (PhC) y se formaron diferentes intermedios. A partir de estos resultados, se presentaron los mecanismos de degradación de clopiralida para los sistemas PhC y PhEC con los electrodos Ti / ZnO y Ti / MMO / ZnO. Por tanto, el electrodo Ti / MMO / ZnO podría ser una alternativa barata y sencilla para ser aplicada en la fotodegradación eficiente de contaminantes orgánicos, presentando la gran ventaja de tener una síntesis fácil y alta capacidad para trabajar a potenciales relativamente bajos. Se observó un efecto sinérgico entre la luz y la polarización del electrodo, ya que la tasa de degradación de clopiralida fue dos veces mayor en fotoelectrocatálisis (PhEC) que en fotocatálisis (PhC) y se formaron diferentes intermedios. A partir de estos resultados, se presentaron los mecanismos de degradación de clopiralida para los sistemas PhC y PhEC con los electrodos Ti / ZnO y Ti / MMO / ZnO. Por tanto, el electrodo Ti / MMO / ZnO podría ser una alternativa barata y sencilla para ser aplicada en la fotodegradación eficiente de contaminantes orgánicos, presentando la gran ventaja de tener una síntesis fácil y alta capacidad para trabajar a potenciales relativamente bajos. Se observó un efecto sinérgico entre la luz y la polarización del electrodo, ya que la tasa de degradación de clopiralida fue dos veces mayor en fotoelectrocatálisis (PhEC) que en fotocatálisis (PhC) y se formaron diferentes intermedios. A partir de estos resultados, se presentaron los mecanismos de degradación de clopiralida para los sistemas PhC y PhEC con los electrodos Ti / ZnO y Ti / MMO / ZnO. Por tanto, el electrodo Ti / MMO / ZnO podría ser una alternativa barata y sencilla para ser aplicada en la fotodegradación eficiente de contaminantes orgánicos, presentando la gran ventaja de tener una síntesis fácil y alta capacidad para trabajar a potenciales relativamente bajos. dado que la tasa de degradación de clopiralida fue dos veces más alta en fotoelectrocatálisis (PhEC) que en fotocatálisis (PhC) y se formaron diferentes intermedios. A partir de estos resultados, se presentaron los mecanismos de degradación de clopiralida para los sistemas PhC y PhEC con los electrodos Ti / ZnO y Ti / MMO / ZnO. Por tanto, el electrodo Ti / MMO / ZnO podría ser una alternativa barata y sencilla para ser aplicada en la fotodegradación eficiente de contaminantes orgánicos, presentando la gran ventaja de tener una síntesis fácil y alta capacidad para trabajar a potenciales relativamente bajos. dado que la tasa de degradación de clopiralida fue dos veces más alta en fotoelectrocatálisis (PhEC) que en fotocatálisis (PhC) y se formaron diferentes intermedios. A partir de estos resultados, se presentaron los mecanismos de degradación de clopiralida para los sistemas PhC y PhEC con los electrodos Ti / ZnO y Ti / MMO / ZnO. Por tanto, el electrodo Ti / MMO / ZnO podría ser una alternativa barata y sencilla para ser aplicada en la fotodegradación eficiente de contaminantes orgánicos, presentando la gran ventaja de tener una síntesis fácil y alta capacidad para trabajar a potenciales relativamente bajos

Ultra-fast synthesis of Ti/Ru0.3Ti0.7O2 anodes with superior electrochemical properties using an ionic liquid and laser calcination

Here, we combine CO2 laser heating and an ionic liquid solvent (i.e., methylimidazolium hydrogensulfate HMIM+ HSO4–) as an innovative route to produce Ti/Ru0.3Ti0.7O2 anodes. For comparison purposes, the anodes were also prepared using conventional thermal treatment (in a furnace), and by the standard polymeric precursor method (also known as the Pechini method). For the laser heating, the anodes were heated at a power density of 0.4 W mm−2 up to 550 °C and kept at this temperature for 40 s, followed by instantaneous cooling. Using these conditions, the total time spent to produce an anode (considering cooling) is just 9.7 min. It represents a remarkable reduction in 446-fold and 359-fold when compared with the conventional heating for Pechini and IL methods, respectively. The laser-prepared anodes presented an increase of 63.4% and 53.8% in the voltammetric charge, while the charge transfer resistance decreases 9.6-fold and 17.3-fold using IL and Pechini methods, respectively, when compared with their correspondent furnace-made ones. Finally, superior electrocatalytic activity toward the removal of the model pollutant atrazine is observed for the laser-prepared anodes. The anode produced using laser and the IL method is the most efficient, removing 81% of atrazine in 60 min, and presents the highest kinetic rate (0.062 min−1) at the lowest energy consumption (0.179 kWh L–1). The excellent electrocatalytic response of the anodes innovatively synthesized in this study characterizes them as an encouraging advance in the search for efficient materials to be applied in the electrochemical oxidation of organic compoundsAquí, combinamos el calentamiento por láser de CO 2 y un disolvente líquido iónico (es decir, hidrogenosulfato de metilimidazolio HMIM + HSO 4 - ) como una ruta innovadora para producir ánodos de Ti / Ru 0,3 Ti 0,7 O 2 . Para fines de comparación, los ánodos también se prepararon utilizando un tratamiento térmico convencional (en un horno) y por el método estándar de precursor polimérico (también conocido como método Pechini). Para el calentamiento por láser, los ánodos se calentaron a una densidad de potencia de 0,4 W mm -2hasta 550 ° C y se mantiene a esta temperatura durante 40 s, seguido de enfriamiento instantáneo. Usando estas condiciones, el tiempo total empleado para producir un ánodo (considerando el enfriamiento) es de solo 9,7 min. Representa una reducción notable de 446 veces y 359 veces en comparación con el calentamiento convencional para los métodos Pechini e IL, respectivamente. Los ánodos preparados con láser presentaron un aumento de 63,4% y 53,8% en la carga voltamétrica, mientras que la resistencia de transferencia de carga disminuye 9,6 veces y 17,3 veces usando los métodos IL y Pechini, respectivamente, en comparación con sus correspondientes fabricados en horno. Finalmente, se observa una actividad electrocatalítica superior hacia la eliminación del contaminante modelo atrazina para los ánodos preparados con láser. El ánodo producido mediante láser y el método IL es el más eficiente, eliminando el 81% de la atrazina en 60 min.−1 ) con el menor consumo de energía (0,179 kWh L –1 ). La excelente respuesta electrocatalítica de los ánodos sintetizados de manera innovadora en este estudio los caracteriza como un avance alentador en la búsqueda de materiales eficientes para ser aplicados en la oxidación electroquímica de compuestos orgánicos

R5-SHIV Induces Multiple Defects in T Cell Function during Early Infection of Rhesus Macaques Including Accumulation of T Reg Cells in Lymph Nodes

Background: HIV-1 is a pathogen that T cell responses fail to control. HIV-1gp120 is the surface viral envelope glycoprotein that interacts with CD4 T cells and mediates entry. HIV-1gp120 has been implicated in immune dysregulatory functions that may limit anti-HIV antigen-specific T cell responses. We hypothesized that in the context of early SHIV infection, immune dysregulation of antigen-specific T-effector cell and regulatory functions would be detectable and that these would be associated or correlated with measurable concentrations of HIV-1gp120 in lymphoid tissues. Methods: Rhesus macaques were intravaginally inoculated with a Clade C CCR5-tropic simian-human immunodeficiency virus, SHIV-1157ipd3N4. HIV-1gp120 levels, antigen-specificity, levels of apoptosis/anergy and frequency and function of Tregs were examined in lymph node and blood derived T cells at 5 and 12 weeks post inoculation. Results/Conclusions: We observed reduced responses to Gag in CD4 and gp120 in CD8 lymph node-derived T cells compared to the peripheral blood at 5 weeks post-inoculation. Reduced antigen-specific responses were associated with higher levels of PD-1 on lymph node-derived CD4 T cells as compared to peripheral blood and uninfected lymph node-derived CD4 T cells. Lymph nodes contained increased numbers of Tregs as compared to peripheral blood, which positively correlated with gp120 levels; T regulatory cell depletion restored CD8 T cell responses to Gag but not to gp120. HIV gp120 was also able to induce T regulatory cell chemotaxis in a dose-dependent, CCR5-mediated manner. These studies contribute to our broader understanding of the ways in which HIV-1 dysregulates T cell function and localization during early infection

Novel Ti/RuO2IrO2 anode to reduce the dangerousness of antibiotic polluted urines by Fenton-based processes

The treatment of hospital wastewater is very complex, so treating polluted human urine is a significant challenge. Here, we tested a novel MMO-Ti/RuO2IrO2 electrode to reduce the ecotoxicity risk of hospital urines contaminated with antibiotics. This electrode was used as the anode in electro-Fenton (EF) and photoelectro-Fenton (PhEF) processes. The results were compared with those obtained using the boron-doped diamond (BDD) anode, as well as those obtained by a conventional Fenton oxidation. In order to analyze the performance of the processes, the treatments were evaluated on the subject of Penicilin G (PenG) removal, toxicity (using a standardized method with Vibrio Fisheri), and antibiotic activity (Enterococcus faecalis as the target bacterium). The results reveal that PenG degrades in the following order: Fenton < EF < PhEF. The best results are found for the MMO-PhEF, which completely removed PenG, decreased 96% of toxicity, and completely removed antibiotic activity. Besides, for comparison, tests were performed with BDD, and results point out the higher convenience of the new electrode in terms of acceptable use of energy because the effluents generated can be further degraded in an urban wastewater treatment plant. Because of that, MMO-RuO2-IrO2 emerges as a promising cost-effective material for the pre-treatment of hospital urine effluents.El tratamiento de las aguas residuales hospitalarias es muy complejo, por lo que tratar la orina humana contaminada es un desafío importante. Aquí, probamos un nuevo electrodo MMO-Ti / RuO 2 IrO 2 para reducir el riesgo de ecotoxicidad de la orina de hospital contaminada con antibióticos. Este electrodo se utilizó como ánodo en los procesos electro-Fenton (EF) y fotoelectro-Fenton (PhEF). Los resultados se compararon con los obtenidos utilizando el ánodo de diamante dopado con boro (BDD), así como con los obtenidos mediante una oxidación Fenton convencional. Para analizar el desempeño de los procesos, se evaluaron los tratamientos en materia de remoción de Penicilina G (PenG), toxicidad (usando un método estandarizado con Vibrio Fisheri ) y actividad antibiótica ( Enterococcus faecalis).como la bacteria diana). Los resultados revelan que PenG se degrada en el siguiente orden: Fenton <EF <PhEF. Los mejores resultados se encuentran para el MMO-PhEF, que eliminó completamente el PenG, disminuyó el 96% de la toxicidad y eliminó por completo la actividad antibiótica. Además, a modo de comparación, se realizaron pruebas con BDD, y los resultados señalan la mayor conveniencia del nuevo electrodo en términos de uso aceptable de energía debido a que los efluentes generados pueden degradarse aún más en una planta de tratamiento de aguas residuales urbanas. Por eso, MMO-RuO 2 -IrO 2 surge como un material rentable y prometedor para el pretratamiento de efluentes de orina hospitalarios