حذف فوتوکاتالیستی آنتی‌بیوتیک داکسی‌سایکلین از محلول آبی با ذرات روی اکسید تثبیت‌شده بر روی شیشه: تأثیر سنجه‌های عملیاتی و بررسی‌های سینتیکی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه شیمی کاربردی‌‌، دانشگاه آزاد اسلامی‌‌، واحد تبریز‌‌، تبریز‌‌، ایران

10.22036/ijc.2019.183978.1077

چکیده

هدف از این مطالعه بررسی حذف فوتوکاتالیزوری آنتی‌بیوتیک داکسی‌سایکلین در محلول‌های آبی با استفاده از ذرات ZnO تثبیت‌شده بر ‌‌روی شیشه (نانوذرات آلدریچ‌‌، ذرات مرک و نانوذرات تهیه‌شده بروش ترسیب شیمیایی) تحت نورUV-C است. مشخصات صفحات شیشه‌ای پوشش داده شده با ذرات ZnO توسط تکنیک‌های SEM، AFM و XRD بررسی شده است. تأثیر پارامترهای عملیاتی (غلظت اولیه‌ی داکسی‌سایکلین‌‌، شدت تابش نور ماوراءبنفش وpH ‌‌) بر روی فعالیت فوتوکاتالیزوری ذرات ZnO و سینتیک واکنش مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان داد که ZnO به عنوان یک فوتوکاتالیزور کارآیی نسبتاً مناسبی در حضور نور UV-C برای حذف داکسی‌سایکلین از محلول‌های آبی دارد‌. درصد حذف داکسی‌سایکلین در غلظت mgL-175‌‌، 5/6pH= و شدت نور Wm-2 40 و مدت زمان چهار ساعت برای نانوذرات ZnO آلدریچ‌‌، میکروذرات ZnO مرک و نانوذرات ZnO تهیه شده به ترتیب برابر 2/45‌‌، 8/48 و 7/52 بدست آمد‌. نتایج مطالعات معدنی‌سازی نیز کاهشCOD را با گذشت زمان نشان داد‌. نتایج بررسی‌های سینتیکی نشان‌دهنده سینتیک واکنش شبه درجه‌ی اول می‌باشد‌.
کلید واژه: آنتی‌بیوتیک داکسی‌سایکلین‌‌، تخریب فوتوکاتالیزوری‌‌، فرآیندهای اکسایش پیشرفته‌‌، نانوذرات ZnO

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigation of photocatalytic degradation of doxycycline antibiotic in aqueous solutions using immobilized zinc oxide nanoparticles on glass: influence of operational parameters and kinetic studies

نویسندگان [English]

  • Mohammad Shokri
  • Amir Akbari Shorgoli
  • Vahid Doudkanlouye Milan
Department of Applied Chemistry, Tabriz Branch, Islamic Azad University‌, Tabriz, Iran
چکیده [English]

The aim of this study is the investigation of photocatalytic degradation Doxycycline antibiotic in aqueous solution using different ZnO particles (Aldrich nanoparticles, Merck microparticles and synthesized nanoparticles via chemical deposition) immobilized on glass under UV-C light irradiation. Characteristics of the glass plates coated with ZnO particles were investigated by SEM, AFM and XRD technics. The influence of operational parameters (initinal concentration of doxycycline, UV light intensity and pH value) on activity of ZnO photocatalyst and the kinetic of reaction has been investigated. The results showed that ZnO was effective for the degradation of doxycycline from aqueous solutions in the presence of UV-C light. Removal Percent of 75 mg L-1 of doxycycline, in light intensity = 40 W m-2 and pH = 6.5, for 4 h was found 45.2, 48.80 and 52.7% for Aldrich, Merck and synthesized ZnO respectively. Results of mineralization studies also showed a decreasing trend of COD over time. The results showed that the reaction follows pseudo-first-order kinetic.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Advanced oxidation processes (AOPs)
  • Doxycycline antibiotic
  • Photocatalytic degradation
  • ZnO nanoparticles