عنوان پایان‌نامه
تصفیه ی فتوکاتالیستی فاضلاب ها حاوی هورمون
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی-داروسازی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس البرز شماره ثبت: 989;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 74478
- تاریخ دفاع
- ۲۷ بهمن ۱۳۹۴
- دانشجو
- رضا فرهادپور
- استاد راهنما
- امید توکلی
- چکیده
- در سال های اخیر و با پیشرفت فناوری در زمینه ی شناسایی آلاینده ها با غلظت ناچیز، هورمون دگزامتازون با غلظت هایی در مقیاس ng/L تا µg/L در ماتریس های زیست محیطی آبی شناسایی شده است .حضور دگزامتازون در چنین غلظت های ناچیزی منشاء بروز مخاطرات متعددی برای محیط زیست می باشد. بنابراین، با توجه به ناتوانی سیستم های معمول تصفیه در کارخانجات تصفیه فاضلاب در حذف یا تخریب آلاینده ی هورمونی دگزامتازون از یک سو و مصرف گسترده ی این هورمون از سوی دیگر، به کارگیری روش های نوین تصفیه به منظور حذف/تخریب دگزامتازون در گلوگاه های انتشار این آلاینده به محیط زیست امری ضروری می باشد. به تازگی روش های اکسیداسیون پیشرفته (AOPs)و بویژه فتوکاتالسیت های نیمه رسانای تیتانیوم دی اکسید(TiO2، تیتانیا)، علیرغم برخی محدودیت ها قابلیت موثری را از خود در تخریب آلاینده های هورمونی موجود در ماتریس های آبی نشان داده اند. در این پژوهش با رویکرد رفع محدودیت های استفاده از فتوکاتالیست نیمه رسانایTiO2، برای نخستین بار نانوذرات تیتانیوم دی اکسید نقره دوپ(Ag/TiO2)از نانوذرات تجاری تیتانیوم دی اکسید دگوساTiO2-P25))باهدف افزایش راندمان فتوکاتالیست نسبت به نمونه ی تجاری در تخریب آلاینده ی هورمونی دگزامتازون و نیز ایجاد امکان تخریب این آلاینده تحت تابش نور مرئی ،از روش رسوب نوری سنتز شد. در ادامه نانوذرات سنتز شده با استفاده از آنالیزهای DRS ،FE-SEM ،XRD و مشخصه یابی شدند .سپس عملکرد فتوکاتالیست سنتز شده با هدف بررسی تاثیر دوپ کردن نقره در ساختار تیتانیا و با رویکرد بهینه سازی پارامترهای عملیاتی برای آن، تحت تابش های فرابنفش و مرئی مورد ارزیابی قرار گرفت. میزان تخریب دگزامتازون در شرایط عملیاتی بهینه، تحت تابش نور UV برای نمونه Ag/TiO2 برابر با 8//71% و برای نمونه تجاری برابر با 4/37% بدست آمد که این امر افزایش راندمان عملکرد نانوذرات سنتز شده د را به نسبت نمونه ی تجاری به خوبی نشان می دهد. علاوه بر این، اثر افزودن اکسیدکننده ی قوی H2O2 نیز به محیط واکنش مورد بررسی قرار گرفت که بر طبق نتایج بدست آمده، در غلظت بهینه H2O2، فتوکاتالیست سنتز شده میزان تخریبی برابر با 7/85% را برای دگزامتازون نتیجه داد. همچنین ،میزان تخریب دگزامتازون در شرایط عملیاتی بهینه تحت تابش نور مرئی برای نمونه Ag/TiO2 برابر با 3/55 % و برای نمونه تجاری TiO2-P25 برابر با 2/3% (عمدتاً ناشی از جذب سطحی) بدست آمد که این امر مبین ایجاد امکان فعالیت کاتالیست با راندمان مناسب تحت تابش نور مرئی پس از دوپ شدن نقره به ساختار تیتانیا می باشد. علاوه بر این، اثر افزودن اکسیدکننده ی قوی H2O2 نیز به محیط واکنش مورد بررسی قرار گرفت که بر طبق نتایج بدست آمده، در غلظت بهینه H2O2، فتوکاتالیست سنتز شده میزان تخریبی برابر با 6/59% را برای دگزامتازون نتیجه داد. بنابراین، با توجه به راندمان مناسب تخریب دگزامتازون ناشی از نانوذرات سنتز شده در این پژوهش از یک سو و ناچیز بودن فعالیت محصولات حاصل از تخریب اکسیداتیو دگزامتازون از سوی دیگر، استفاده از نانوذرات Ag/TiO2 در تصفیه ی فاضلاب حاوی آلاینده ی دگزامتازون ، به عنوان یک رویکرد مناسب مطرح می باشد.
- Abstract
- In recent years and with technological advances in the field of identifying pollutants at low concentrations, with concentrations of dexamethasone hormone-scale ng / L to ?g / L in environmental matrices water is detected. Dexamethasone presence in such small concentrations is a source of hazards for the environment. Therefore, due to the inability of conventional systems treating hormonal pollutants in wastewater treatment plants in the removal or destruction of dexamethasone on the one hand and the widespread use of these hormones on the other hand, the use of modern methods of treatment in order to remove / destroy dexamethasone in bottlenecks emissions to the environment is essential. Recently, advanced oxidation processes (AOPs) and especially Photocatalyst of the semiconductor titanium dioxide (TiO2, titania), despite some limitations to their ability to effectively destroyed hormonal pollutants present in aqueous matrices have shown. In this study, with a view to removing restrictions on the use of photocatalyst semiconductor TiO2, for the first time titanium dioxide nanoparticles of silver doped (Ag / TiO2) nanoparticles commercial titanium dioxide Degosa (TiO2-P25) in order to increase the efficiency of photocatalysts compared to the trade in destruction hormonal pollutants dexamethasone and also allow the destruction of these pollutants under visible light irradiation of light precipitation method was synthesized. The nanoparticles were synthesized using analysis of DRS, FE-SEM, XRD and were characterized then synthesized to study the effect of the photocatalyst titania-doped silver in structure and approach to optimize the operating parameters for which, under ultraviolet radiation and the visible were evaluated. The destruction of dexamethasone in optimal operating conditions, under UV light irradiation, for example Ag / TiO2 equal to 71/8% and for commercial samples equal to 37/4% respectively, which increase the efficiency of nanoparticles synthesized performance to the business case on a good show.In addition, the effect of adding a strong oxidizer H2O2 the reaction medium were evaluated according to the results, the optimum concentration of H2O2, photocatalyst synthesized amount of damage equal to 85/7% for dexamethasone resulted. Also, the destruction of dexamethasone in optimum condition irradiated with visible light , for example Ag / TiO2 equal to 55/3 and commercially available TiO2-P25 equal to 3/2 % ( mainly due to adsorption ), respectively , which indicates the possibility of maximize the efficiency of the catalytic activity under visible light irradiation after the silver -doped titania structure is . In addition, the effect of adding a strong oxidizer H2O2 the reaction medium were evaluated according to the results, the optimum concentration of H2O2, photocatalyst synthesized amount of damage equal to 59 /6% for dexamethasone resulted . Thus, according to maximize the efficiency of dexamethasone destruction of nanoparticles synthesized in this research, on the one hand and the insignificance of the activities and products of oxidative damage dexamethasone on the other hand , the use of nano- Ag / TiO2 pollutants in wastewater treatment with dexamethasone , to is proposed as an appropriate approach .
