فلز واسطه دوپ شده TiO2 با واسط تخریب فوتوکاتالیستی داروی ضد التهاب
چکیده
نانوذرات دی اکسید تیتانیوم (TiO2) دوپ شده با بیسموث (Bi) و نیکل (Ni) با روش سل-ژل سنتز شدند و نانوذرات آماده شده با شکست اشعه، میکروسکوپ الکترونی روبشی، طیف سنجی بازتاب UV-Vis و تحلیل Brunauer-Emmett-Teller (BET) توصیف شدند. غلظت دوپانت (دوپانت) در کاتالیست های سنتز شده از 25/0 تا wt%0/1 متغیر بود. ماکسیمم حوزه سطح BET به ترتیب با مقدار 8/47 و m2/g 7/45 با 0.25wt% Bi-TiO2 و 0.5wt% Ni-TO2 مشاهده شدند. تحلیل BET نشان داد که 21/0% یون های Bi و 36/0% یون های Ni در TiO2 دوپ شده با 0.25wt% Bi و TiO2 دوپ شده با 0.5wt% Ni وجود دارند. فضای باند Bi-TiO2 (0.25wt%) و Ni-TiO2 (0.5wt%) به میزان ev99/2 به دست آمد که مینیم مقدار در میان کاتالیست های سنتز شده مختلف است. فعالیت فوتوکاتالیستی کاتالیست های سنتر شده، تست شد و با Degussa TiO2 برای تخریب ایبوپروفن (IBP) به عنوان ترکیب مدل مقایسه شد. نانوذرات Bi-TiO2 فعالیت فوتوکاتالیستی بالاتری در مقایسه با Ni-TiO2 تحت تشعشع خورشیدی نشان دادند که می توان این مسأله را به افزایش مساحت خاص نسبت داد. ماکسیمم 89% تخریب با فوتوکاتالیست 0.25%Bi-TiO2 تحت 6 ساعت تشعشع با نور خورشید حاصل شد، در حالی که 78% تخریب تحت شرایط آزمایشی مشابه با TiO2 دوپ شده با Ni حاصل شده است. جنبش شناسی تخریب IBP بر حسب مدل Langmuir-Hinshelwood شرح یافته و مشخص شده که از جنبش شناسی مرتبه اول با k مقدار از 0064/0 و min-10046/0 با TiO2 دوپ شده با Bi و Ni، به ترتیب، متابعت می کند.
1- مقدمه
وجود ترکیب های دارویی و پسماندهای آن ها مکرراً در مقالات مختلف اظهار شده است، از اینرو این مسأله توجه بسیاری را به عنوان یک موضوع محیطی نوظهور به خود جلب کرده است. در مقالات مختلف به وجود ترکیب های دارویی متعدد در فاضلاب خانگی، بدنه های آب طبیعی و آب زیر زمینی در بسیاری از کشورها در سراسر دنیا اشاره شده است. وجود ترکیب های دارویی می تواند باعث ایجاد مشکلات شدید، به دلیل سمیت شیمیایی ذرات زنده در فرمولاسیون ها و گاهی اوقات، از محصولات تفکیک شده از آن ها شود. ایبوپروفن (IBP) یکی از پرمصرف ترین داروهای دنیاست، که این مصرف گسترده اساساً به دلیل مسکن درد بودن آن است. غلظت IBP در محیط بین ng/L10 تاμg/L 169 اعلام شده است. منابع این آلاینده ها اساساً فاضلاب خانگی تولید شده به دلیل دفع داروهای متابولیز نشده توسط ادرار و مدفوع حیوان یا انسان می باشد. فرایندهای اصلاح مرسوم در کارخانه های اصلاح آب و فاضلاب در حذف چنین مواد دارویی با مراحل اصلاح فیزیکی یا بیولوژیکی مختلف کارآمد نیستند. بنابراین روش های اصلاح موثر و جایگزین باید برای تخریب چنین ترکیبات دارویی کاوش گردند.
Abstract
Bismuth (Bi) and Nickel (Ni) Doped Titanium Dioxide (TiO2) nanoparticles were synthesized by sol–gel method and the prepared nanoparticles were characterized by X-Ray Diffraction, Scanning Electron Microscope, UV–vis reflectance spectroscopy and Brunauer–Emmett–Teller (BET) analysis. The concentration of dopant in synthesized catalysts was varied from 0.25 to 1.0 wt%. Maximum BET surface area of 47.8 and 45.7 m2/g was observed with 0.25 wt% Bi–TiO2 and 0.5 wt% Ni–TiO2, respectively. EDX analysis has established the presence of 0.21% Bi ions and 0.36% Ni ions in 0.25 wt% Bi doped TiO2 and 0.5 wt% Ni doped TiO2, respectively. Band gap of Bi–TiO2 (0.25 wt%) and Ni–TiO2 (0.5 wt%) was obtained to be 2.99 eV, which is found to be minimum among the various synthesized catalysts. The photocatalytic activity of synthesized catalysts were tested and compared with Degussa TiO2 for degradation of Ibuprofen (IBP) as a model compound. Bi–TiO2 nanoparticles revealed higher photocatalytic activity when compared to Ni–TiO2 or Degussa TiO2 under solar irradiation, which may be attributed to increase in specific surface area, and decrease in the crystallite size. Maximum of 89% degradation was achieved with 0.25% Bi–TiO2 photocatalyst under 6 h of illuminations with a solar light, whereas, 78% degradation has been achieved under similar experimental condition with Ni doped TiO2. The kinetics of the degradation of IBP has been explained in terms of the Langmuir–Hinshelwood model and was found to follow first order kinetics with k value of 0.0064 and 0.0046 min−1 with Bi and Ni doped TiO2, respectively.
1. Introduction
The existence of pharmaceuticals compounds and its residues has been reported frequently in literature (Melo et al. 2009; Halling-Sorensen et al. 1998) thus, receiving increasing attention as an emerging environmental issue. Numerous pharmaceutical compounds have been noticed in household wastewater, natural water bodies and groundwater in many countries all over the world. The Presence of pharmaceutical compounds can cause severe environmental issues due to the chemical toxicity of the lively constituents in the formulations and sometimes, of their disintegration products. Ibuprofen [IBP] is one of the most commonly consumed medicines worldwide, mainly due to its use as a pain reliever. Concentration of IBP in the environment has been stated between 10ng/L to 169µg/L (Santos et al. 2007). Sources of these contaminants are primarily the domestic waste water due to excretion of non-metabolized drugs by animal or human urine and feces. Conventional treatment processes functional at sewage treatment plants are not efficient in removing such pharmaceutical substances by various physical or biological treatment steps. Therefore, alternative and effective treatment methods need to be explored for the degradation of such pharmaceutical compounds.
چکیده
1- مقدمه
2- بخش آزمایشی
1-2- مواد
2-2- آماده سازی Bi-Ti و Ni-TiO2
3-2- توصیف صفات کاتالیست سنتز شده
4-2- راکتور فوتوکاتالیستی و متدلوژی تخریب
3- نتایج و بحث
3-1 توصیف صفات
2-3- TiO2 واسط تخریب فوتوکاتالیستی
3-3- تغییر غلظت دوپانت
4-3- تغییر نوع کاتالیست
5-3- مقایسه نور خورشید/UV به عنوان منبع نور
4- نتیجه گیری
Abstract
1. Introduction
2. Experimental Section
2.1 Materials
2.2 Preparation of Bi-TiO2 and Ni-TiO2
2.3 Characterization of Synthesized catalyst
2.4 Photocatalytic Reactor and Degradation Methodology
3. Results and Discussion
3.1 Characterization
3.2 TiO2 mediated Photocatalytic degradation
3.3 Variation in dopant concentration
3.4 Variation of type of catalyst
3.5 Comparison of Solar/UV as Light source
4. Conclusion
- اصل مقاله انگلیسی با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه