عنوان

مطالعه کارایی فرآیند ازناسیون فتوکاتالیستی در تصفیه فاضلابهای حاوی مواد دارویی با استفاده از نانوفتوکاتالیست ZnO/Clinoptilolite

کد کشور

IR

شماره

۳۹۵۱پ

زبان متن نوشتاري يا گفتاري و مانند آن

فارسی

کشور محل نشر

IR

عنوان اصلي

مطالعه کارایی فرآیند ازناسیون فتوکاتالیستی در تصفیه فاضلابهای حاوی مواد دارویی با استفاده از نانوفتوکاتالیست ZnO/Clinoptilolite

نام عام مواد

[پایان‌نامه]

عنوان اصلي به زبان ديگر

Study of PhotoCatalytic Ozonation Process in Pharmaceuticals Wastewater Treatment with ZnO/Clinoptilolite nanophotocatalyst

نام نخستين پديدآور

/زهرا حیدری

نام ناشر، پخش کننده و غيره

: مهندسی شیمی

تاریخ نشرو بخش و غیره

، ۱۳۹۹

نام خاص و کميت اثر

۱۸۹ص.

ساير جزييات

:

متن يادداشت

زبان: فارسی

متن يادداشت

زبان چکیده: فارسی

متن يادداشت

چاپی - الکترونیکی

متن يادداشت

مصور، جدول، نمودار

جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن

دکتری

نظم درجات

مهندسی شیمی

زمان اعطا مدرک

۱۳۹۹/۰۲/۰۱

کسي که مدرک را اعطا کرده

صنعتی سهند

متن يادداشت

در رساله پیش‌رو، از فرآیندهایی همچون اکسیداسیون فتوکاتالیستی، ازناسیون، ترکیب این دو فرآیند و هم‌چنین الکتروفنتون و فتوفنتون جهت تخریب و حذف آلاینده دارویی فوروزماید (FRS) بهره گرفته شد .جهت طراحی نانوفتوکاتالیسیتی با فعالیت و پایداری بالا، نانوفتوکاتالیست ZnOx/ICLT برای اولین بار با استفاده از روش سونو- ترسیب و به کارگیری درصدهای وزنی مختلف اکسیدروی سنتز شد .به منظور تعیین خصوصیات ساختاری نانوفتوکاتالیست‌های سنتزی آنالیزهای ,TEM, EDX, BET, BJH, DRS XPS, XPS, XRD, XRF, FESEM, SPSD به کار گرفته شد .با توجه به تصاویر FESEM وEDX ، مشخص گردید با افزایش درصد وزنی فاز فعال از ۵ به ۱۵ ، خواص مورفولوژی نمونه‌های سنتزی بهبود پیدا کرده اما افزایش بیشتر سبب کلوخه شدن نانوذرات ZnO روی پایه گردیده است .بهبود خواص نانوکامپوزیت و یکدست شدن ذرات، در نتیجه به کارگیری امواج التراسوند در مرحله سنتز مورد تایید قرار گرفت .عملکرد نمونه اکسیدروی نشانده شده بر کلینوپتیلولیت تبادل یونی شده (ICLT)به مقدار ۱۵ وزنی که به روش سونو-ترسیب (SP)سنتز شده بود(ZnO ۱۵) /ICLT(SP) به عنوان نانوفتوکاتالیست منتخب در حذف فتوکاتالیستی آلاینده دارویی FRS بررسی شد .مطابق آزمایش‌های انجام شده در غلظت اولیه آلاینده برابر باmg L -۱ ۱۵و ۷ =pHبا مقدار بارگذاری نانوفتوکاتالیستL g -۱ ۰/۷۵ می‌توان به ۸۰ از تخریب آلاینده دست یافت .میزان معدنی‌سازی کل کربن آلی و هم‌چنین مقدار مصرف انرژی الکتریکی برای فرآیندهای مختلف فتوکاتالیستی مورد مطالعه قرار گرفت تا توانایی فرآیندهای مختلف در حذف و تخریب آلاینده دارویی FRS مقایسه گردد .هم‌چنین مکانیسم پیشنهادی برای تخریب فتوکاتالیستی آلاینده FRS براساس تزریق گونه‌های مختلف رباینده نیز ارائه شد .بهینه‌سازی این فرآیند ازناسیون فتوکاتالیستی با استفاده از نانوفتوکاتالیست منتخب با به کارگیری روش رویه پاسخ (RSM)بر مبنای طرح ترکیب مرکزی (CCD)انجام شد .تاثیر این پارامترها و هم‌چنین برهمکنش میان پارامترهای اصلی( غلظت اولیه آلاینده، غلظت ازن ورودی، میزان بارگذاری نانوفتوکاتالیست و زمان) روی بازده تخریبFRS به عنوان پاسخ مدل بررسی شد .مقادیر بهینه پارامترها برای دستیابی به تخریب کامل( FRS در ۳۰ دقیقه) به دست آمد .مقایسه‌ای بین سینتیک این فرایند و فرایندهایی مانند ازناسیون، اکسیداسیون فتوکاتالیستی، فتولیز و ... نشان داد که فرآیند ازناسیون فتوکاتالیستی نسبت به دیگر فرآیندها، ثابت سرعت بالاتری دارد .تست‌های معدنی‌سازی در شرایط بهینه ۸۷/۳ از حذف آلاینده طی ۲۴۰ دقیقه را نشان داد .در شرایط مشابه فرآیندهایی از جمله ازناسیون کاتالیستی، ازناسیون، اکسیداسیون فتوکاتالیستی و فتولیز میزان معدنی‌سازی بسیار کمتری( به ترتیب ۴۷/۵ ، ۲۸/۲ ، ۲۱/۴ و ۱/۸) داشتند .هم‌چنین جهت انتخاب فرآیند بهینه، برآوردی از میزان انرژی الکتریکی مصرفی و هزینه‌ها برای فرآیندهای ذکر شده نشان داد که فرآیند ازناسیون فتوکاتالیستی فرآیندی مناسب با بازدهی بالا و مصرف انرژی پایین می‌تواند انتخاب مناسبی جهت حذف داروی FRS از آب‌های آلوده به آن باشد .مکانیسم احتمالی تخریب FRS توسط فرآیند ازناسیون فتوکاتالیستی با نانوفتوکاتالیستZnO ۱۵ /ICLT(SP) ارائه شد که نشان داد رادیکال‌های سوپراکسید و الکترون‌ها نقش اصلی را در مکانیزم تخریب دارند .از سوی دیگر تخریب و معدنی‌سازی FRS توسط فرآیند الکتروفنتون با آندهای مختلف و اکسیداسیون آندی بررسی شد .نتایج نشان داد که در سل /BDD کربن فلت (CF)تخریب کامل در زمان بسیار کوتاه و معدنی‌سازی حدود ۹۵ در ۸ ساعت از فرآیند اتفاق می‌افتد .هم‌چنین بازدهی فرآیند الکتروفنتون( با هر دو آند) و اکسیداسیون آندی در شدت جریان‌های مختلف اعمالی به سیستم مورد بررسی قرار گرفت .در انتها تشکیل کربوکسیلیک اسیدهای زنجیره کوتاه در حین فرآیند تخریب FRS توسط فرآیند الکتروفنتون با آند BDD بررسی شد .در بخش پایانی رساله بهینه‌سازی فرآیند فتوفنتون جهت تخریب و هم‌چنین حذف FRS انجام شد .بهینه‌سازی فرایند فتوفنتون جهت تخریب آلاینده دارویی FRS نشان داد که با غلظت اولیه یون آهن mM ۰/۰۴ و هم‌چنین mM ۰/۵۷ در حدود ۷ ساعت از فرآیند می‌توان بیش از ۹۰ از آلاینده را حذف نمود .

متن يادداشت

This work presents the application of methods such as photocatalytic oxidation, ozonation, photocatalytic ozonation as well as electro Fenton and photo Fenton, for removal and degradation of Furosemide (FRS) as a pharmaceutical contaminant. For the first time, an effective sonoprecipitation method was used to prepare a high-quality and activity nanocomposite zinc oxide (ZnO) supported by ion exchanged natural zeolite clinoptilolite (ICLT) with various contents of ZnO. The microstructure and optical properties of prepared catalysts was characterized by XRD, XRF, FESEM, TEM, EDX, BET, BJH, DRS, XPS and SPDS techniques. FESEM result indicated the fine dispersion of ZnO nanoparticels without agglomaration on the support surface. Moreover, increasing the wt of ZnO from 5 to 15 improved the nanophotocatalysts morphology but after that agglomeration of active phase occurred in the nanocomposite surface, which was demonstrated by FESEM and EDX results. The analysis improve the high surface area, narrow size and uniform distribution of particles as well as promoted optical properties owing to the presence of ultrasound energy in the synthesis procedure. The performance of ZnO(15 )/ICLT as the selected nanocomposite were evaluated in degradation of FRS by photocatalytic oxidation. According to the outcomes maximum degradation efficiency (80 ) was achieved in initial FRS concentration of 15 mg L-1, pH of 7 and catalyst dosage of 0.75 g L-1. Total organic carbon mineralization rate of FRS solution and energy consumption were also assessed to compare the ability of different processes in FRS degradation. A plausible degradation mechanism for photocatalytic degradation of FRS was proposed according to scavengering test. Photocatalytic ozonation of FRS pharmaceutical in aqueous media was investigated using selected nanophotocatalysts and optimized using RSM by means of CCD. The effects of main parameters (catalyst loading, reaction time, initial ozone and pollutant concentration) and also their interactions on the degradation efficiency, as response, were evaluated. The optimization of the process calculated the optimum conditions for the complete FRS degradation efficiency in 30 min. The kinetic studies at optimum conditions showed a synergism effect between photocatalysis and ozonation for FRS degradation. Also the photocatalytic ozonation showed that this process had the highest rate constant. The photocatalytic ozonation process showed TOC removal efficiency of 87.3 in 240 min of reaction. In the same operational condition other process such as catalytic ozonation, ozonation, photocatalytic oxidation and photolysis had lower mineralization efficiency (47.5 , 28.2 , 21.4 and 1.8 , respectively). Moreover, simple economic studies were done inorder to determine the optimum process. The results indicated that photocatalytic ozonation could be an appropriate treatment method due to highest mineralization rate and lowest energy consumption among studied AOPs. The scavenger tests were performed and plausible mechanism for FRS degradation by ZnO/ICLT-ozonation system was proposed. This indicated that photo excited electrons and super oxide radicals had the most impact in photocatalytic ozonation degradation of FRS. The degradation and mineralization of FRS studied by electro Fentone process with different anodes and also anodic oxidation. The results demonstrated that BDD/CF cell completly degrade FRS very fast and 95 of mineralization occurred in 8 h. Moreover, the efficiency of these processes was evaluated in different currents. The production of short chain carboxylic acids studied during the EF process with BDD/CF. In the final section of study, the degradation and mineralization of FRS by photo Fenton process were modeled by RSM and optimum conditions for maximum efficiency were found accordingly. Moreover, optimization of FRS mineralization by photofentone process showed that 0.04 mM of initial iron concentration and 0.57 of initial H2O2 concentration lead to 95 of FRS mineralization.

خط فهرستنویسی و خط اصلی شناسه

ba

عنوان اصلي به زبان ديگر

Study of PhotoCatalytic Ozonation Process in Pharmaceuticals Wastewater Treatment with ZnO/Clinoptilolite nanophotocatalyst

موضوع مستند نشده

فرآیندهای اکسایش پیشرفته

موضوع مستند نشده

مدل‌سازی و بهینه‌سازی

موضوع مستند نشده

روش سونو-ترسیب

موضوع مستند نشده

فوروزماید

موضوع مستند نشده

ازناسیون فتوکاتالیستی

موضوع مستند نشده

طرح ترکیب مرکزی، تصفیه آب‌های آلوده

اصطلاح موضوعی

Advanced oxidation process, Modeling and optimization, Sonoprecipitation, Furosemide, Photocatalytic ozonation, Central composite design, Water treatment

اصطلاح موضوعی

فرآیندهای اکسایش پیشرفته، مدل‌سازی و بهینه‌سازی، روش سونو-ترسیب، فوروزماید، ازناسیون فتوکاتالیستی، طرح ترکیب مرکزی، تصفیه آب‌های آلوده.

مستند نام اشخاص تاييد نشده

حیدری، زهرا

مستند نام اشخاص تاييد نشده

علیزاده، رضا، استاد راهنما

مستند نام اشخاص تاييد نشده

عبادی، امن‌الله، استاد راهنما

کشور

ایران

تاريخ عمليات

20230912

شماره بازیابی

شیمی ،۲۰۹۲۵ ،۱۳۹۹

نام ميزبان

ت‌سیلاتاکوتفونان‍ زا ه‌دافتسا اب‍ ی‌یوراد داوم‍ ی‌واح‍ ی‌اهبلاضاف‍ ه‌یفصت‍ رد ی‌تسیلاتاکوتف‍ ن‌ویسانزا دنیآرف‍ ی‌یاراک‍ ه‌علاطم‍ ZnO/Clinoptilolite.pdf

شماره دسترسي

عادی

اطلاعات مختصر

عادی

تاريخ و ساعت مذاکره و دسترسي

3951.pdf

تاريخ و ساعت مذاکره و دسترسي

pch20925.pdf

بيت در ثانيه

0

ارتباط براي تسهيلات دسترسي

ایمانی

نوع فرمت الکترونيکي

متن

اندازه فايل

0

شماره کنترل رکورد

پ۳۹۵۱

يادداشت عمومي

فارسی

وضعیت فهرست نویسی

نمایه‌سازی قبلی

فرمت انتشار

pe

نوع ماده

TF

کد کاربرگه

92029

پیشوند ISBD اعمال شده است

1

سطح دسترسي

a

تكميل شده

Y