حذف استامینوفن از محلول‌های آبی بااستفاده از فرایند h2o2 + uv در حضور نانوذره‌ی اکسید روی به روش سطح پاسخ

زمینه و هدف: حضور مواد دارویی در منابع آبی و فاضلاب برای انسان و محیط مخاطراتی را به‌وجود می‌آورد. این مواد روش‌های متعارف تصفیه آب و فاضلاب، به‌طور کامل حذف نمی گردند. مطالعه حاضر با هدف حذف فوتوکاتالیستی استامینوفن از محلول‌های آبی، توسط روش اکسیداسیون پیشرفته (uv/h2o2/zno) انجام شد.مواد و روش‌ها: در این مطالعه تجربی و آزمایشگاهی، از فوتوکاتالیست اکسید روی و پراکسید هیدروژن در راکتوری با حجم 500 میلی‌لیتر و تحت تابش اشعه ماورابنفش (uvc) جهت حذف استامینوفن استفاده گردید. تاثیر پارامترهای غلظت اولیه استامینوفن، ph محلول، زمان‌های تماس، غلظت پراکسید هیدروژن و غلظت نانوذره اکسید روی بررسی شد. طراحی آزمایش‌ها و تجزیه‌ و تحلیل داده‌ها با استفاده از روش طراحی مرکب مرکزی ) (ccd نرم‌افزار دیزاین اکسپرت10 انجام شد.یافته‌ها: بیشترین راندمان حذف استامینوفن در 7=ph در زمان 8 دقیقه و غلظت اولیه آلاینده 62/5 میلی‌گرم بر لیتر، دوز کاتالیست 0/0275 گرم و با افزودن h2o2 با غلظت 2 میلی‌لیتر به میزان 94% به‌دست آمد. با تغییر زمان به 1 و 15 دقیقه، میزان حذف به‌ترتیب 26% و 76% کاهش داشت و با افزایش دوز کاتالیست از 0/0275 گرم به 0/05گرم، میزان حذف 99% افزایش داشت.نتیجه‌گیری: در این مطالعه با افزایش غلظت آلاینده، راندمان کاهش یافت و کارایی حذف در شرایط خنثی بیشتر از شرایط اسیدی و قلیایی بود. فرآیند فوتوکاتالیستی ( uv/h2o2/zno) دارای پتانسیل بالایی در حذف استامینوفن از محلول‌های آبی است.

Removal of Acetaminophen from Aqueous Solutions by H2O2 + UV in the Presence of Zinc Oxide Nanoparticles Using Response Surface Methodology

Abstract Background and purpose: The presence of drugs in water and wastewater sources poses risks to humans and the environment. These materials are not completely eliminated by conventional water and wastewater treatment methods. This study aimed to investigate the photocatalytic removal of acetaminophen from aqueous solutions by the advanced UV/H2O2/ZnO oxidation method. Materials and Methods: In this experimental analytical study, zinc oxide and hydrogen peroxide were used in a 500 ml reactor under UVC irradiation to remove acetaminophen. The effects of initial parameters of acetaminophen, solution pH, contact time, hydrogen peroxide concentration, and zinc oxide nanoparticle concentration were investigated. Experiments were designed and analyzed using the CCD method by Design Expert 10 software. Results:Themaximum removal efficiency of acetaminophen was obtained as 94% at pH 7, contact time 8 min, the initial contaminant concentration 62.5 mg/l, catalyst dose 0.0275 g, and H2O2 concentration 2 ml. By changing the time to 1 and 15 minutes, the removal rate decreased by 26 and 76%, respectively, and by increasing the catalyst dose from 0.0275 g to 0.05 g, the removal rate increased by 99%. Conclusion:In this study, the efficiency decreased with increasing contaminant concentration. The removal efficiency was higher in neutral conditions than in acidic and alkaline conditions. The photocatalytic process (UV/H2O2/ZnO) is highly potent for removing acetaminophen from aqueous solutions.