فرهاد رحمانی چیانه

پساب های دارویی به دلیل اثراتی که بر سلامت انسان و محیط زیست دارند جزو خطرناک-ترین پساب ها محسوب می شوند. در این میان، تتراسایکلین ها به طور گسترده ای به منظور آنتی-بیوتیک در جهان استفاده و به راحتی وارد محیط زیست می شوند. خطرناک ترین اثر آنتی بیوتیک ها در محیط زیست، توسعه چند سویه باکتریایی و افزایش مقاومت آن هاست. فرآیند فتوکاتالیستی اکسیداسیون پیشرفته با نیمه هادی TiO2 یک روش مؤثر جهت تخریب آلودگی های مضر آلی همانند داروهایی مانند آنتی بیوتیک ها می باشد. با این حال، کاربرد نیمه هادی TiO2 به دلیل مساحت سطح کم، تجمع و نوترکیبی الکترون ها و حفره های تولیدشده توسط نور محدودشده است. الکتروریسی یکی از روش های سنتز فتوکاتالیست ها به صورت نانوالیاف است که باعث افزایش مساحت سطح و جلوگیری از تجمع حین سنتز می شود. در این پژوهش، با استفاده از روش الکتروریسی نانو الیاف های فتوکاتالیستی TiO2 سنتز و جهت تجزیه آنتی بیوتیک تتراسایکلین مورداستفاده قرار گرفتند. نانوذرات CuO جهت کاهش نوترکیبی الکترون ها و حفره های تولیدشده توسط نور و افزایش راندمان بر روی نانوالیاف ها TiO2 بارگذاری شدند. مشخصه یابی فتوکاتالیست های کامپوزیتی سنتز شده با روش های FESEM، XRD، DRS، PL، BET و EDX انجام شد. تصاویر FESEM سنتز فتوکاتالیست ها به صورت نانوالیاف و توزیع عالی نانوذرات CuO بر روی آن ها را نشان داد. آنالیز های XRD و EDX به ترتیب نشان دادند که ساختار کریستالی آناتاز TiO2 تشکیل و سنتز فتوکاتالیست ها به صورت خالص انجام گرفته است. نتایج آنالیز DRS و PL تأثیر بارگذاری نانوذرات CuO بر روی نانوالیاف و کاهش شکاف باند نانوالیاف های TiO2 و درنهایت کاهش نوترکیبی الکترون ها و حفره های تولیدشده توسط نور را تائید کردند. مساحت سطح ویژه و اندازه منافذ متخلخل نانوالیاف های فتوکاتالیستی سنتز شده با آنالیز BET انجام گرفت. در انجام آزمایش های بررسی فعالیت فتوکاتالیستی ابتدا فتوکاتالیست بهینه شد و مقدار بارگذاری 10% وزنی نانوذرات CuO به عنوان فتوکاتالیست کامپوزیتی بهینه انتخاب شد که در مدت زمان 2 ساعت راندمان حذف 80/73% ارائه کرد. سپس، با استفاده از نرم افزار طراحی آزمایش Design Expert شرایط عملیاتی فرآیند شامل زمان واکنش، دوز کاتالیستی و pH بهینه شدند که در شرایط بهینه راندمان حذف 87/85% در مدت زمان 78 دقیقه به دست آمد.