توصيفگر ها :
كربن نيتريد گرافيتي , روي اكسيد , كبالت فريت , فوتوكاتاليست , آنتيبيوتيك پنيسيلينجي
چكيده فارسي :
آنتيبيوتيكها آلايندههاي خطرناك محيط زيست بوده و به دليل ويژگيهاي فيزيكي و شيميايي منحصر به فردشان، به عنوان آلايندههاي اضطراري نام گرفتهاند. بنابراين انتخاب موثرترين، كم ضررترين براي محيط زيست و اقتصاديترين روش براي تصفيهي آبهاي آلوده حاوي مواد آلي تجزيه ناپذير، از مهمترين چالشهاي حال حاضر جهان به شمار ميرود. فرآيند فتوكاتاليستي كه يكي از فرآيندهاي سبز و جز فرآيندهاي اكسيايش پيشرفته است، ميتواند انتخاب مناسبي براي تصفيه پسابها باشد. با توجه به اينكه يكي از عمدهترين چالشهاي موجود در اين فرآيند طراحي و دستيابي به فتوكاتاليستي با كارايي بالا، تحت تأثير نور رايگان خورشيد است، در اين پژوهش نانوكامپويت سه جزيي كربن نيتريد گرافيتي- كبالت فريت- روي اكسيد با كاربرد تخريب فوتوكاتاليستي آلايندهي دارويي پنيسيلينجي در پسابهاي دارويي، ساخت و مشخصهيابي شد. نانوذرههاي كبالت فريت و روي اكسيد با روش سل- ژل و نانوصفحههاي كربن نيتريد گرافيتي و نانوكامپوزيتهاي كربن نيتريد گرافيتي- كبالت فريت- روي اكسيد در چند تركيب درصد وزني روي اكسيد، با استفاده از يك روش سادهي حرارتي، توليد شده و ويژگيهاي ساختاري، شيميايي، فيزيكي، ريخت شناسي و نوري آنها بهوسيلهي آزمونهاي پراش پرتو ايكس پودري (PXRD)، طيفسنجي تبديل فوريه مادون قرمز (FT-IR)، ميكروسكوپ الكتروني روبشي گسيل ميداني (FE-SEM)، ميكروسكوپ الكتروني عبوري (TEM)، طيفبيني تفكيك انرژي پرتو ايكس (EDS)، مغناطيسسنج نمونه ارتعاشي (VSM)، طيفسنجي بازتاب نفوذي فرابنفش- مريي (UV-vis DRS)، فوتولومينسانس (PL) و رامان بررسي و مقايسه شد. در فرآيند فتوكاتاليست خورشيدي اين نانوكامپوزيت مغناطيسي اثرهاي غلظت آلاينده، pH آغازين، زمان تابش و نسبت روي اكسيد موجود در نانوكامپوزيتها مورد بررسي قرار گرفته است. همچنين بازده تخريب فوتوكاتاليستي نمونهها در برابر آنتيبيوتيك پنيسيلينجي مورد ارزيابي قرار گرفت. نتايج آزمايشهاي تخريب پنيسيلينجي نشان داد كه تخريب پنيسيلينجي در محيط اسيدي به خوبي انجام ميشود، به طوري كه در شرايط يكسان با كاهش pH از 9 به 5 در نانوكامپوزيت با 33/33% وزني روي اكسيد ميزان بازده تخريب از47% به 74% مي رسد. همچنين ميزان تخريب پنيسيلينجي در دو نانوكامپوزيت ديگر با 66/16% و 50% وزني روي اكسيد در شرايط مطلوب (5 =pH ، غلظت پنيسيلينجي ppm10 و زمان تابش 120 دقيقه) به ترتيب برابر با% 52 و % 60 است. نتايج نشان ميدهد كه نانوكامپوزيت با نسبت 33/33% وزني روي اكسيد نسبت به دو نانوكامپوزيت ديگر بازده بالاتري در تخريب پنيسيلينجي دارد.
چكيده انگليسي :
Antibiotics are dangerous pollutants in the environment and because of their unique physical and chemical properties, they are called emerging pollutants. Therefore, choosing the most effective, the least harmful for the environment, and the most economical method for the treatment of polluted water containing non-degradable organic substances are one of the most important challenges in the world today. The photocatalytic process, which is one of the green processes and one of the advanced oxidation processes, can be a good choice for wastewater treatment. Considering that one of the major challenges in this process of designing and achieving a high-efficiency photocatalyst is under the influence of free sunlight, in this research, the three magnetic nanocomposites graphitic carbon nitride- cobalt ferrite- zinc oxide were synthesized and characterized and were investigated their application of photocatalytic degradation of the pharmaceutical pollutant penicillin G in pharmaceutical effluents. Cobalt ferrite and zinc oxide nanoparticles by sol-gel method and graphitic carbon nitride nanosheets and graphitic carbon nitride-cobalt ferrite-zinc oxide nanocomposites in several zinc oxide weight percent combinations, produced using a simple thermal method. Structural and chemical characteristics their physical, morphological and optical properties were investigated and compared by powder X-Ray diffraction (PXRD), fourier-transform infrared spectroscopy (FT-IR), field-emission scanning and transmission electron microscope (FE-SEM & TEM), energy dispersive X-Ray (EDS), vibrating sample magnetometer (VSM), UV-vis diffuse reflectance spectroscopy (UV-vis DRS), Photoluminescence (PL), and Raman tests. In the solar photocatalyst process of this magnetic nanocomposite, the effects of pollutant concentration, initial pH, irradiation time, and zinc oxide ratio in nanocomposites have been studied. Also, the photocatalytic degradation efficiency of the samples against the penicillin G antibiotic was evaluated. The results of the Penicillin G degradation tests showed that the Penicillin G degradation is performed well in an acidic environment, so under the same conditions, with a decrease in pH from 9 to 5 in the nanocomposite with 33.33% zinc oxide, the degradation efficiency increase from 47% to 74%. Also, the degradation efficiency of penicillin G in two other nanocomposites with 16.66% and 50% of zinc oxide under optimal conditions (pH=5, penicillin G concentration 10 ppm and irradiation time 120 minutes) is equal to 52% and 60%, respectively. The results show that the nanocomposite with a ratio of 33.33% of zinc oxide has a higher efficiency in the degradation of penicillin G than the other two nanocomposites.