بررسي كارايي فرآيند نانوفتوكاتاليستي Fe3O4@SiO2 @TiO2@rGO + UV+PS در حذف آنتي بيوتيك سفكسيم از محلول هاي آبي

زمينه و هدف: آنتي‌بيوتيك‌ها جزو آلاينده‌هاي زيست‌محيطي داراي اثرات پايدار بوده و پس از مصرف، به‌ندرت در بدن به‌طور كامل متابوليزه شده و 90-30 درصد آن‌ها از طريق ادرار و مدفوع دفع و وارد محيط مي گردد. مطالعه حاضر با هدف ارزيابي تجزيه آلاينده سفيكسيم توسط فتوكاتاليست Fe3O4@SiO2 @TiO2@rGO +  UV در حضور پرسولفات (PS) از پساب سنتتيك انجام شد. مواد و روش ها: فتوكاتاليست Fe3O4@SiO2@TiO2 (FS@T/rGO) به روش هم ترسيبي سنتز، و سپس بر روي اكسيدگرافن احياء شده (rGO) تثبيت گرديد. خصوصيات ساختاري فتوكاتاليست مغناطيسي با استفاده از تكنيك هاي FESEM، XRD، TEM،  VSM، مورد ارزيابي قرار گرفت. تأثير متغيرهايي مانند pH محلول، دوز كاتاليست، غلظت پرسولفات و غلظت اوليه آلاينده بر عملكرد فرآيند FS@T/rGO/PS/UV در تجزيه آلاينده سفيكسيم مورد بررسي قرار گرفت. پس از تعيين شرايط بهينه، تأثير يون هاي مداخله گر و اسكاونجرها بر فرآيند و همچنين ميزان بازيابي و استفاده مجدد از كاتاليست بررسي شد. يافته ها: فتوكاتاليست سنتز شده داراي ويژ گي هايي از جمله خاصيت مغناطيسي بسيار عالي، ساختار كريستالي و نسبتاً كروي در سايز نانو، خلوص بالا، خاصيت فتوكاتاليستي در هر دو محدوده فرابنفش و مرئي است. تحت شرايط بهينه (7-6.5 pH = ، mM2 = PS و دوز فتوكاتاليست= g/L0.1)، پس از گذشت 60 دقيقه زمان اكسيداسيون، آنتي بيوتيك سفيكسيم با غلظت mg/L50 و TOC به ترتيب با راندمان 98% و 55.7% حذف شدند. عملكرد فرآيند متأثر از حضور اسكاونجرهاي آلي (TBA، NaN3، KI و CH3OH) و يون هاي مداخله گر (Cl-، SO4-2، NO3- و CO3-2) بود؛ بطوري كه راندمان تجزيه آلاينده در حضور اسكاونجرهاي آلي و يون هاي مداخله گر كاهش يافت. گونه هاي موثر واكنش شامل h⁺،1O2 ،OH2  وSO42⁻  در تجزيه سفيكسيم توسط فرآيند  فتوكاتاليستي در حضور PS بود. فتوكاتاليست سنتز شده قابليت استفاده براي 4 مرحله متوالي را داشت و در مرحله چهارم، سفيكسيم با راندمان برابر با 70.1 درصد تجزيه گرديد. رفتار تجزيه فتوكاتاليستي آنتي بيوتيك سفيكسيم در واحد زمان تابع مدل سينتيكي شبه درجه اول بود. نتيجه گيري: فرآيند فتوكاتاليستي FS@T/rGO/UV/PS با خصوصياتي از جمله كارايي بالا در تجزيه آنتي بيوتيك، قابليت جداسازي آسان و سريع، قابليت معدني سازي آلاينده، توليد محصولات جانبي با ساختار مولكولي ساده و عملكرد مناسب بر روي نمونه فاضلاب واقعي مي تواند به عنوان يك روش مناسب جهت پس تصفيه فاضلاب صنعتي و همچنين پيش تصفيه به منظور كاهش بار آلي و افزايش تجزيه پذيري زيستي مورد استفاده قرار گيرد.