fa تخریب فتوکاتالیستی آنتی بیوتیک تتراسایکلین با استفاده از کامپوزیت Cu-TiO2/CQD تحت نور مرئی از محیط های آبی: سنتز، تعیین مشخصات و پارامترهای بهره برداری تخصصي Special پژوهشي Research <div style="text-align: justify;"><span style="font-size:14px;"><span style="font-family:nasimYW;"><span style="line-height:2;"><span style="direction:rtl"><span style="unicode-bidi:embed"><b><span lang="FA"><span style="color:black">زمینه و هدف: </span></span></b><span lang="FA"><span style="color:black">آنتی بیوتیک ها به دلیل آبگریزی بالا، خاصیت تجمع پذیری بیولوژیکی و مقاوم بودن در برابر تجزیه زیستی به عنوان یکی از بحث برانگیزترین مسائل در حیطه محیط زیست مطرح شده است.</span></span> <span lang="FA"><span style="color:black">اخیراً</span></span> <span lang="FA"><span style="color:black">با</span></span> <span lang="FA"><span style="color:black">اضافه کردن عامل</span></span> <span lang="FA"><span style="color:black">خارجی</span></span> <span lang="FA"><span style="color:black">به</span></span> <span lang="FA"><span style="color:black">کاتالیست</span></span> <span lang="FA"><span style="color:black">تیتانیوم (</span></span><span dir="LTR"><span style="color:black">TiO₂</span></span><span lang="FA"><span style="color:black">) انرژی</span></span> <span lang="FA"><span style="color:black">باند</span></span> <span lang="FA"><span style="color:black">گپ</span></span> <span lang="FA"><span style="color:black">آن</span></span> <span lang="FA"><span style="color:black">را</span></span> <span lang="FA"><span style="color:black">کم</span></span> <span lang="FA"><span style="color:black">کرده</span></span> <span lang="FA"><span style="color:black">، و</span></span> <span lang="FA"><span style="color:black">مانع</span></span> <span lang="FA"><span style="color:black">از بازترکیب</span></span> <span lang="FA"><span style="color:black">مجدد</span></span> <span lang="FA"><span style="color:black">الکترون ها</span></span> <span lang="FA"><span style="color:black">می شوند.</span></span> <span lang="FA"><span style="color:black">کامپوزیت</span></span> <span lang="FA"><span style="color:black">ساخته</span></span> <span lang="FA"><span style="color:black">شده</span></span> <span lang="FA"><span style="color:black">تحت</span></span> <span lang="FA"><span style="color:black">نور</span></span> <span lang="FA"><span style="color:black">مرئی، با</span></span> <span lang="FA"><span style="color:black">انرژی</span></span> <span lang="FA"><span style="color:black">پایین</span></span> <span lang="FA"><span style="color:black">قابل استفاده</span></span> <span lang="FA"><span style="color:black">است.</span></span> <span lang="FA"><span style="color:black">لذا</span></span> <span lang="FA"><span style="color:black">هدف</span></span> <span lang="FA"><span style="color:black">اصلی</span></span> <span lang="FA"><span style="color:black">این</span></span> <span lang="FA"><span style="color:black">پژوهش، بررسی</span></span> <span lang="FA"><span style="color:black">حذف</span></span> <span lang="FA"><span style="color:black">فتوکاتالیستی تتراسایکلین از</span></span> <span lang="FA"><span style="color:black">محلولهای</span></span> <span lang="FA"><span style="color:black">آبی</span></span> <span lang="FA"><span style="color:black">با</span></span> <span lang="FA"><span style="color:black">استفاده</span></span> <span lang="FA"><span style="color:black">از</span></span> <span lang="FA"><span style="color:black">کامپوزیت</span></span> <span lang="FA"><span style="color:black">هیبریدی</span></span> <span lang="FA"><span style="color:black">مس</span></span> <span lang="FA"><span style="color:black">و</span></span> <span lang="FA"><span style="color:black">کربن</span></span> <span lang="FA"><span style="color:black">کوانتوم</span></span> <span lang="FA"><span style="color:black">دات (</span></span><span dir="LTR"><span style="color:black">CQD</span></span><span lang="FA"><span style="color:black">) داپ</span></span> <span lang="FA"><span style="color:black">شده</span></span> <span lang="FA"><span style="color:black">با </span></span><span dir="LTR"><span style="color:black">TiO₂</span></span> <span lang="FA"><span style="color:black">تحت</span></span> <span lang="FA"><span style="color:black">تابش</span></span> <span lang="FA"><span style="color:black">نور مرئی</span></span> <span lang="FA"><span style="color:black">&nbsp;می باشد</span></span><span dir="LTR"><span style="color:black">.</span></span><b><span lang="FA"><span style="color:black"></span></span></b></span></span><br> <span style="direction:rtl"><span style="unicode-bidi:embed"><b><span lang="FA"><span style="color:black">مواد و روش‌&shy;ها: </span></span></b><span lang="FA"><span style="color:black">در سنتز کامپوزیت </span></span><span dir="LTR"><span style="color:black">Cu-TiO₂-CQD</span></span><span lang="FA"><span style="color:black">، ابتدا، کاتالیست </span></span><span dir="LTR"><span style="color:black">Cu-TiO₂</span></span><span style="color:black"> به</span> <span lang="FA"><span style="color:black">روش</span></span> <span lang="FA"><span style="color:black">سل</span></span> <span lang="FA"><span style="color:black">ژل</span></span> <span lang="FA"><span style="color:black">ساخته شده، و</span></span> <span lang="FA"><span style="color:black">سپس کربن</span></span> <span lang="FA"><span style="color:black">کوانتوم</span></span> <span lang="FA"><span style="color:black">دات (</span></span><span dir="LTR"><span style="color:black">CQD</span></span><span lang="FA"><span style="color:black">)</span></span> <span lang="FA"><span style="color:black">بر</span></span> <span lang="FA"><span style="color:black">روی</span></span> <span lang="FA"><span style="color:black">آن</span></span> <span lang="FA"><span style="color:black">نشانده شد. ویژگیهای فتوکاتالیست سنتز شده از طریق آنالیزهای </span></span><span dir="LTR"><span style="color:black">FESEM</span></span><span lang="FA"><span style="color:black">،</span></span> <span dir="LTR"><span style="color:black">FTIR</span></span><span style="color:black"> و </span><span dir="LTR"><span style="color:black">XRD</span></span><span style="color:black"> مشخص شد. راکتور مورد استفاده در این پژوهش از نوع </span><span dir="LTR"><span style="color:black">Batch</span></span><span style="color:black"> بود و تاثیر پارامترهای موثر بر فرآیند مانند </span><span dir="LTR"><span style="color:black">pH</span></span><span lang="FA"><span style="color:black">، غلظت اولیه آنتی بیوتیک، دوز فتوکاتالیست، سینتیک واکنش و قابلیت بازیابی و استفاده مجدد از فتوکاتالیست مورد بررسی قرار گرفت.</span></span></span></span><br> <span style="direction:rtl"><span style="unicode-bidi:embed"><b><span lang="FA"><span style="color:black">یافته ها: </span></span></b><span lang="FA"><span style="color:black">نتایج حاصل از آنالیزهای </span></span><span dir="LTR"><span style="color:black">FESEM</span></span><span lang="FA"><span style="color:black">،</span></span> <span dir="LTR"><span style="color:black">FTIR</span></span><span style="color:black"> و </span><span dir="LTR"><span style="color:black">XRD</span></span> <span lang="FA"><span style="color:black">نشان داد که سنتز فتوکاتالیست</span></span> <span dir="LTR"><span style="color:black">Cu-TiO₂-CQD</span></span> <span lang="FA"><span style="color:black">موفقیت آمیز بود.</span></span> <span lang="FA"><span style="color:black">بیشترین میزان حذف آنتی بیوتیک تتراسایکلین در غلظت برابر ۲۰mg/L&nbsp;و زمان تماس ۶۰ دقیقه، در pH=۷</span></span><span style="color:black">&nbsp;و دوز فتوکاتالیست ۰/۸</span> <span lang="FA"><span style="color:black">گرم بر لیتر بالای %۹۹&nbsp;حاصل شد. مقایسه داده های سینتیکی با مدل های شبه درجه اول و شبه درجه دوم نشان داد که مدل شبه درجه اول با تطابق بهتری (R²=۰/۹۹۷) فرآیند حذف تتراسایکلین را توصیف می کند. فتوکاتالیست سنتز شده قابلیت استفاده مجدد برای 6 چرخه متوالی را داشت و در مرحله ششم، تتراسایکلین با راندمان 93% تجزیه شد. </span></span></span></span><br> <span style="direction:rtl"><span style="unicode-bidi:embed"><b><span lang="FA"><span style="color:black">نتیجه گیری</span></span><span dir="LTR"><span style="color:black">:</span></span></b><b> </b><span lang="FA"><span style="color:black">بررسی ساختاری و شیمیایی فتوکاتالیست نشان داد که </span></span><span dir="LTR"><span style="color:black">Cu-TiO₂-CQD</span></span><span lang="FA"><span style="color:black"> به خوبی سنتز شده است. فرآیند</span></span> <span lang="FA"><span style="color:black">فتوکاتالیستی </span></span><span dir="LTR"><span style="color:black">Cu-TiO₂-CQD</span></span> <span lang="FA"><span style="color:black">به دلیل قابلیت بازیابی خوب، فعالیت فتوکاتالیستی بالا می تواند به عنوان یک فرآیند موثر و کارآمد در تصفیه فاضلاب های حاوی آنتی بیوتیک و یا فاضلاب های صنعتی مورد استفاده قرار گیرد.</span></span></span></span></span></span></span></div> <div style="text-align: justify;"><span style="font-size:14px;"><span style="font-family:Times New Roman;"><span style="line-height:2;"><span style="unicode-bidi:embed"><b><span style="color:black">Background: </span></b><span style="color:black">Antibiotics have been raised as one of the most controversial issues in the field of environment due to their high hydrophobicity, bioaccumulation and their resistance to biodegradation. Recently, by adding an external agent to the titanium (TiO₂) catalyst, its band gap energy is reduced and electron recombination is prevented. The composite made under visible light can be used with low energy. Therefore, the main aim of this research is to investigate the photocatalytic removal of tetracycline from aqueous solutions using a hybrid composite of copper and carbon quantum dots (CQD) doped with TiO2 under visible light irradiation.</span></span><br> <span style="unicode-bidi:embed"><b><span style="color:black">Materials and Methods: </span></b><span style="color:black">In the synthesis of Cu-TiO₂-CQD composite, first, Cu-TiO₂ catalyst was prepared by sol-gel method, and then carbon quantum dots (CQD) were deposited on it. The properties of the synthesized photocatalyst were determined through FESEM, FTIR and XRD analyses. The reactor used in this study was a batch-type reactor and the effect of effective parameters on the process such as pH, initial antibiotic concentration, photocatalyst dosage, reaction kinetics and the ability to recover and reuse the photocatalyst were investigated.</span></span><br> <span style="unicode-bidi:embed"><b><span style="color:black">Results: </span></b><span style="color:black">The results of FESEM, FTIR and XRD analyses showed that the synthesis of Cu-TiO₂-CQD photocatalyst was successful. The highest removal rate of tetracycline antibiotic was achieved at a concentration of 20 mg/L and a contact time of 60 min, at pH=7 and a photocatalyst dosage of 0.8 g/L, which was above 99%. Comparison of kinetic data with pseudo-first-order and pseudo-second-order models showed that the pseudo-first-order model described the tetracycline removal process with better agreement (R²=0.977). The synthesized photocatalyst was reusable for 6 consecutive cycles, and in the sixth step, tetracycline was degraded with an efficiency of 93%.</span></span><br> <span style="unicode-bidi:embed"><b><span style="color:black">Conclusion: </span></b><span style="color:black">Structural and chemical investigation of the photocatalyst showed that Cu-TiO₂-CQD was well synthesized. The Cu-TiO₂-CQD photocatalytic process can be used as an effective and efficient process in the treatment of antibiotic-containing wastewater or industrial wastewater due to its good recyclability and high photocatalytic activity.</span></span></span></span></span></div> تتراسایکلین, فتوکاتالیست, نور مرئی, کربن کوانتوم دات Tetracycline, photocatalyst, visible light, carbon quantum dots 298 308 http://jehe.abzums.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-818-2&slc_lang=fa&sid=1 Roghayeh Noroozi رقیه نوروزی dr.norozi@yahoo.com 100319475328460010702 100319475328460010702 Yes Assistant Professor, Department of Environmental Health Engineering, School of Public Health, Alborz University of Medical Sciences, Karaj, Iran استادیار گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی البرز، کرج، ایران Ebrahim Mohammadi Kalhori ابراهیم محمدی کلهری 100319475328460010703 100319475328460010703 No Health, Safety, and Environment Research Center, Alborz University of Medical Sciences, Karaj, Iran مرکز تحقیقات بهداشت، ایمنی و محیط، دانشگاه علوم پزشکی البرز، کرج، ایران Mansur Zarrabi منصور ضرابی 100319475328460010704 100319475328460010704 No Assistant Professor, Department of Environmental Health Engineering, School of Public Health, Alborz University of Medical Sciences, Karaj, Iran استادیار گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی البرز، کرج، ایران