بهینه‌سازی و مدل‌سازی حذف آنتی‌بیوتیک تتراسایکلین با استفاده از نانوکاتالیست tio2/n/s در حضور نور مرئی در محلول‌های آبی

زمینه و هدف: امروزه تولید پساب‌های حاوی ترکیبات دارویی، از جمله تتراسایکلین‌ها یکی از تهدیدات عمده محیط زیست و به خطر افتادن سلامتی انسان می‌باشند. بر این اساس، نیاز به یک سیستم کارآمد برای حذف این ترکیبات از محیط‌های آبی احساس می‌شود. لذا هدف از این تحقیق بهینه‌سازی و مدل‌سازی حذف آنتی‌بیوتیک تتراسایکلین با استفاده از نانوکاتالیست tio2/n/s در حضور نور مرئی در محلول‌های آبی بود.روش بررسی: در این مطلعه تجربی که در سال 1398 انجام شد، ابتدا نسبت به سنتز نانوکاتالیست با روش سل‌ ژل اقدام و سپس مشخصات آن با استفاده از آنالیزهای sem، xrd ، eds و bet مورد بررسی قرار گرفت. در مرحله دوم، با تغییر شرایط واکنش از قبیل تغییر دوز فتوکاتالیست‌ سنتز شده(10.2)گرم در لیتر، غلظت تتراسایکلین(501)میلی‌گرم در لیتر، زمان واکنش(902)دقیقه و ph محلول(102) و با تابش نور مرئی جهت حذف تتراسایکلین از پساب سنتتیک و تاثیر این متغیرها بر روی عملکرد فرایند به روش سطح پاسخ و با متدccd و تعیین شرایط بهینه، بررسی سینتیک واکنش، میزان معدنی شدن تتراسایکلین و عملکرد فتوکاتالیست در تصفیه فاضلاب واقعی مورد ارزیابی قرار گرفت. تعیین میزان تتراسایکلین به روش فاز معکوس کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (hplc) انجام شد. داده‌های جمع‌آوری شده با استفاده از آزمون‌ آماری آنالیز واریانس تجزیه و تحلیل شدند.یافته‌ها: حداکثر راندمان حذف تتراسایکلین با این فرآیند در شرایط بهینه با ph برابر 6 و زمان 56 دقیقه و غلظت تتراسایکلین 13 میلی‌گرم در لیتر و مقدار کاتالیست 1.2 گرم بر لیتر 77 درصد بود. راندمان معدنی شدن آنتی‌بیوتیک تتراسایکلین در شرایط بهینه 47 درصد و مطالعه سینتیک نشان داد که داده‌ها به خوبی از مدل شبه درجه اول پیروی و این فرآیند تتراسایکلین را در فاضلاب بیمارستان امام سجاد(ع) یاسوج 72 درصد حذف کند.نتیجه‌گیری: نتایج نشان داد که کارایی فرایند فوتوکاتالیستیtio2/n/s در معرض تابش نور مرئی در حذف تتراسایکلین به دلیل عدم تولید محصولات جانبی و هم‌چنین محصولات نهایی معدنی(دی اکسید کربن و آب) به عنوان یک فرآیند مطلوب می‌باشد.

Optimization and Modeling of Tetracycline Antibiotic Removal Using TiO2/N/S Nanocatalyst in the Presence of Visible Light in Aqueous Solutions

Background aim: Today, the production of effluents containing medicinal compounds, including tetracyclines, is one of the major threats to the environment and endanger human health. Accordingly, the need for an efficient system to remove these compounds from aquatic environments is felt. Therefore, the aim of this study was to optimize and model the removal of tetracycline antibiotics using TiO2 / N / S nanocatalyst in the presence of visible light in aqueous solutions. Methods: In this experimental study conducted in 2019, nanocatalyst was synthesized by solgel method and then its characteristics were analyzed using SEM, XRD, EDS and BET analyzes. Secondly, by changing the reaction conditions such as changing the synthesized photocatalyst dose (0.12) g/l, antibiotic concentration (150) mg/l, reaction time (290) minutes and solution pH (210) and by visible light irradiation to remove tetracycline from synthetic effluent and the effect of these variables on process performance by response surface method and CCD method and determination of optimal conditions, investigation of reaction kinetics, tetracycline mineralization and photocatalyst performance in real wastewater treatment Was evaluated. Tetracycline was determined by reverse phase high performance liquid chromatography (HPLC). The collected data were analyzed using analysis of variance. Results: The software has proposed a complete quadratic model as the best model, based on ANOVA analysis of variance. The maximum removal efficiency of tetracycline with this process in optimal conditions with a pH of 6 and a time of 56 minutes and a concentration of tetracycline of 13 mg/l was the catalyst value of 1.2 g/l was 77%. The mineralization efficiency of tetracycline antibiotics under optimal conditions was 47% and the kinetic study presented that the data followed the quasifirstorder model well and eliminate the tetracycline process in the wastewater of Imam Sajjad Hospital of Yasuj by 72%. Conclusion: The results indicated that the efficiency of TiO2/N/S photocatalytic process exposed to visible light radiation in the removal of tetracycline due to lack of byproducts as well as mineral end products (carbon dioxide and water) as a desirable process.