الفهرس 
CHAPTER ?Only 14 pages are availabe for public view
 |  | from | 175 |  |  |
| | | from | 175 | | |
Abstract
يؤدي تطوير الصناعة إلى تلوث البيئة المائية بالملوثات العضوية الصناعية ، مما قد يؤدي إلى انتشار الملوثات الحيوية غير التقليدية في البيئة المائية في محطات المعالجة البيولوجية التقليدية. وجود هذه الملوثات له العديد من الآثار السلبية على صحة الإنسان مثل المستحضرات الصيدلانية ، ومبيدات الآفات. أموكسيسيلين (AMX) ، سلفاميثازين (SMZ) ، وديكلوفيناك (DCF) هي أدوية مستخدمة على نطاق واسع لكل من البشر والماشية وتعتبر ملوثات عضوية صناعية شديدة المقاومة بيولوجيًا.تعد عملية التحفيز الضوئي جنبًا إلى جنب مع مستقبلات الإلكترون من أكثر التقنيات الواعدة والفعالة في تحلل الملوثات العضوية الصناعية ، نظرًا لأنها تتمتع بميزة انخفاض استهلاك المواد الكيميائية وعدم إنتاج الحمأة ، علاوة على ذلك ، فهي تتطلب وقتًا أقل ، ولا تستهلك الكثير من الطاقة ، لا تتآكل المحفزات أثناء التفاعل ، وعمرها طويل جدا. تعتمد هذه التقنية على إنتاج مواد مؤكسدة قوية جدًا مثل جذور الهيدروكسيل والكبريتات ، والأكسيد الفائق ، والأكسجين المفرد الذي يتفاعل مع الملوثات الثابتة ويحولها إلى ثاني أكسيد الكربون ، و H2O ، ومنتجات نهائية أخرى غير سامة. تعرف عملية التحفيز الضوئي كطريقة واعدة لعمليات الأكسدة المتقدمة (AOPs) ، لإزالة الملوثات العضوية. في هذا العمل ، تم تصنيع المركبات النانوية الهرمية الواعدة MIL-53 (Al) / ZnO و MIL-53 (Fe) / ZnO كمحفزات ضوئية جديدة نشطة بالضوء المرئي للتحقيق في ازالة أموكسيسيلين (AMX) وسلفاميثازين (SMZ) ، على التوالى. تم الحصول على جسيمات نانوية متناهية الصغر MIL-53 (Al) / ZnO و MIL-53 (Fe) / ZnO من خلال تحضير MIL-53Al و MIL-53Fe الخالي من الزنك والتي استخدمت كقوالب تفاعلية تحت الظروف الحرارية المائية والكيميائية. تحتوي المركبات النانوية المُصنَّعة (MIL-53 (Al) / ZnO ، MIL-53 (Fe)/ZnO) على محتويات منخفضة من Al> 1.5 ، و Fe < 3.4٪ مع توصيفات مختلفة بشكل كبير للمركبات الأم ، والتي تم توضيحها من خلال التحليلات المختلفة مثل SEM ، TEM و XRD و EDX و UV-Vis. العمل الحالي مقسم إلى 3 أجزاء ؛ (1) ازالة AMX باستخدام MIL-53 (Al) / ZnO ، (2) إزالة SMZ باستخدام نظام MIL-53 (Fe) / ZnO / Visible / Persulfate (PS) ، وأخيراً (3) استخدام جزيئات ZnO التقليدية جنبا إلى جنب مع جزيئات البوتاسيوم بيريودات لازالة DCF.في الجزء الأول ، تمت دراسة تأثير المعلمات التشغيلية (جرعة المحفز (0.2-1.0 جم / لتر) ، ودرجة الحموضة (3-11) ، وتركيز AMX الأولي (10-90 مجم / لتر)) على كفاءة إزالة AMX و تم تحسينه من خلال منهجية سطح الاستجابة (RSM) بناءً على التصميم المركب المركزي (CCD). تم التأكد من ملاءمة التوافق بين القيم المتوقعة والتجريبية بمعامل ارتباط (R2) يساوي 0.96. في ظل القيم المثلى ، أي تركيز AMX الأولي = 10 مجم / لتر ، ودرجة الحموضة ” " ~ " ” 4.5 ، وجرعة المحفز = 1.0 جم / لتر ، تم تحقيق إزالة AMX بنسبة 100٪ بعد وقت التفاعل = 60 دقيقة. تم فحص آلية التحلل ومسار الأكسدة بقوة. انخفضت نسب تدهور AMX بشكل طفيف بعد خمس دورات متتالية (من 78.19 إلى 62.05٪) ، مما يكشف عن قابلية إعادة الاستخدام العالية لـ MIL-53 (Al) / ZnO. تم تحسين نسبة إزالة AMX مع المُحسِنات بالترتيب (IO 4> H2O2> S2O8−2). أثبتت النتائج أن 94.12 و 98.23٪ انخفاض في COD تم الحصول عليها بعد 60 و 75 دقيقة على التوالي. وقدرت تكاليف الاستهلاك والتشغيل بمبلغ 3.3 دولار / م 3 لنظام التحفيز الضوئي على نطاق واسع.في الجزء الثاني ، تم تصنيع محفز ضوئي جديد ينشط بالضوء المرئي (MIL-53 (Fe) / ZnO) من أجل التحلل الممتد للسلفاميثازين (SMZ). تم استخدام تصميم Box-Behnken التجريبي لتحسين معلمات التشغيل مثل الأس الهيدروجيني للمحلول وتركيز PS وجرعة المحفز. كان تركيز SMZ المتبقي أقل من حد الكشف بعد 30 دقيقة من تفاعل التحفيز الضوئي في ظل ظروف التشغيل المثلى.لوحظ ازالة ملحوظة للغاية لـ SMZ في خمس دورات متتالية ، مما يكشف عن تحفيز ضوئي مستقر ممتد قدمه نظام MIL-53 (Fe) / ZnO / Visible / PS. كما أثبتت النتائج أنه تم الحصول على انخفاض بنسبة 78٪ من الكربون العضوي الكلي بعد 30 دقيقة. يتبع تفاعل تحلل SMZ نموذج Langmuir-Hinshelwood. تم تحديد منتجات التحويل عن طريق قياس الطيف الكتلي الترادفي ، وتم توظيفهم لاقتراح مسار التحلل. تم تخفيض التكلفة الإجمالية إلى1.75 دولار / م 3 لنظام تحفيزي ضوئي واسع النطاق بسبب عدم الحاجة لاستخدم الضوء فوق المرئي بالاضافه الي انخفاض زمن التفاعل. لذلك تسليط الضوء على أهمية استخدام عملية التحفيز الضوئي باستخدام الضوء المرئي إلى جانب بيرسلفات كمستقبل للإلكترون وفتح طرق إضافية للتطبيق العملي للتحفيز الضوئي في معالجة مياه الصرف الصحي.في الجزء الثالث ، تأثير العديد من العوامل التشغليية (جرعة المحفز ، ودرجة الحموضة والتركيز الأولي للملوثات) على التحلل التحفيزي للديكلوفيناك (DFC) ، وهو أحد أكثر الأدوية غير الستيرويدية المضادة للالتهاب التي توصف على نطاق واسع قد درس. تم نمذجة ازالة DCF من خلال منهجية سطح الاستجابة للتصميم المركزي المركب (CCD-RSM) والعديد من مناهج التعلم الآلي (DT و RF و SV و ANN) وتم تعظيمها بواسطة CCD-RSM. أشارت المقاييس الإحصائية إلى أن كلاً من CCD-RSM و DT استنادًا إلى طريقة التحقق من صحة ترك واحد خارج التقاطع و SV و rbf باستخدام نهج اختبار التدريب بدت مرضية. تحت القيم المثلى ، تركيز DCF الأولي. = 5 ملجم / لتر ، الأس الهيدروجيني = 6.8 ، وجرعة المحفز = 1 جم / لتر ، تمت إزالة 97٪ من DCF بعد 150 دقيقة. أيضًا ، من أجل فحص عملية االتحسين ، تم تحليل التباين في تحلل DFC بطرية التحفيز الضوئيً في وجود البوتاسيوم بيريودات (PI). وجد أن زمن تفاعل ازالة DCF انخفض من 150 إلى 60 دقيقة في وجود PI مع الظروف المثلى. إن التحلل الضوئي لـ DFC بواسطة المحفز ZnO يتلاءم بشكل جيد مع نموذج Langmuir-Hinshelwood. أثبتت النتائج أنه تم الحصول على تخفيض بنسبة 83٪ من الكربون العضوي الكلي بعد 60 دقيقة. أكدت العملية الممتدة لنظام UV / ZnO / PI لخمس دورات مستمرة النشاط التحفيزي الضوئي المستقر واحتمال إعادة الاستخدام الفعال. تم توضيح مساهمات أنواع مختلفة من المؤكسدات التفاعلية (ROS) من خلال استخدام معطلات جذرية مختلفة. علاوة على ذلك ، تم اقتراح مسار التحلل من خلال تحديد منتجات التحويل عن طريق اللوني السائل / قياس الطيف الكتلي الترادفي (LC-S / MS). تم تخفيض التكلفة الإجمالية من 4.89 إلى 4.13 دولار / متر مكعب في وجود PI لنظام تحفيزي ضوئي واسع النطاق.