33417

حذف پساب دارويي حاوي فلوكستين، پاروكستين و سرترالين با استفاده از روش¬هاي فوتوكاتاليزي ناهمگن تيتانيوم دي اكسيد و غشاي نانو فيلتراسيون فيلم نازك كامپوزيتي پلي آميد با چارچوب¬هاي فلز-آلي

دكتراي تخصصي

شيمي تجزيه

1399

1404/1/19

آقاي دكتر منصور انبياء

آقاي دكتر وحيد وطن پور

شيمي

امروزه تصفيه پساب¬هاي دارويي، به دليل تأثير منفي قابل توجه آن¬ها بر سلامت انسان و محيط‌زيست بسيار مهم است. فرآيندهاي تخريب فوتوكاتاليزوري و سيستم¬هاي فيلتراسيون غشايي به عنوان موثرترين روش¬ها جهت تصفيه پساب¬هاي دارويي شناخته شده¬اند. چارچوب‌هاي فلز-آلي، اخيراً توجه زيادي را در ساخت فوتوكاتاليزور¬ها و غشاهاي فيلم نازك نانوكامپوزيتي به خود جلب كرده‌اند. در اين پژوهش، پتانسيل فوتوكاتاليزور تركيبي متشكل از چارچوب‌ فلز-آلي MIL-101 (Fe)-NH2 /تيتانيوم دي اكسيد/نانو ذرات آهن صفر ظرفيتي/نقاط كوانتومي موليبدن دي سولفيد براي حذف فلوكستين هيدروكلرايد و پاروكستين هيدروكلرايد از آب مورد بررسي قرار گرفت. غشاهاي فيلم نازك نانوكامپوزيتي پايه MIL-101 (Fe) و MIL-101 (Fe)-NH2 با بارگذاري آن¬ها در فازهاي آبي و آلي محلول‌هاي بسپارش بين سطحي تهيه شدند و عملكرد آن¬ها جهت حذف فلوكستين و پاروكستين از پساب آبي بهينه شد. در سيستم تركيبي غشايي-فوتوكاتاليزوري، حذف داروهاي فلوكستين، سرترالين و پاروكستين از محلول آبي بررسي شد. ويژگي¬هاي فوتوكاتاليزور¬ها و غشاهاي ساخته شده با استفاده از آناليزهاي ميكروسكوپ الكتروني روبشي، طيف¬سنجي پراش اشعه ايكس، ايزوترم جذب و دفع نيتروژن، طيف‌سنجي فوتوالكترون پرتو ايكس، طيف‌سنجي بازتابي پراكنده فرابنفش-مرئي، طيف‌سنجي فلورسانس و طيف‌سنجي امپدانس الكتروشيميايي تعيين مشخصات شدند. در حضور پرسولفات، بازده حذف فلوكستين و پاروكستين با استفاده از فوتوكاتاليزور سنتزي تحت غلظت 5ر0 گرم برليتر فوتوكاتاليزور، پرسولفات سديم 2 ميلي¬مولار، و غلظت اوليه 100 ميلي¬گرم بر ليتر، تنها پس از 20 دقيقه به بالاي 99 درصد رسيد. شار عبوري و درصد حذف فلوكستين، سرترالين و پاروكستين با استفاده از غشاي بارگذاري شده با 004ر0 درصد وزني چارچوب فلز-آلي 3ر51 ليتر بر متر مربع بر ساعت و 92ر98%، 4ر50 ليتر بر متر مربع بر ساعت و 65ر98% و 8ر51 ليتر بر متر مربع بر ساعت و 02ر99% به دست آمد. نتايج حاصل نشان داد كه سيستم تركيبي نانوفيلتراسيون-فوتوكاتاليزوري با استفاده از فوتوكاتاليزور و غشاي فيلم نازك نانوكامپوزيتي پايه چارچوب فلز-آلي مي¬تواند جهت حذف موثر آلاينده-هاي دارويي در مقياس صنعتي استفاده گردد.

1404/03/05

Removal of pharmaceutical wastewater containing fluoxetine, paroxetine and sertraline using heterogeneous photocatalysis of titanium dioxide and thin film composite polyamide nanofiltration membrane modified with metal-organic frameworks

4/8/2026 12:00:00 AM

Nowadays, the treatment of pharmaceutical wastewater is of utmost importance due to its significant negative impact on human health and the environment. Photocatalytic degradation processes and membrane filtration systems are known as the most effective methods for treating pharmaceutical wastewater. Recently, metal-organic frameworks (MOFs) have gained attention for their potential in fabricating photocatalysts and nanocomposite thin film membranes. In this thesis, the potential of a composite photocatalyst consisting of MIL-101 (Fe)-NH2/titanium dioxide/zero-valent iron nanoparticles/molybdenum disulfide quantum dots was investigated for the removal of fluoxetine hydrochloride (FLX) and paroxetine hydrochloride (PRX) from water. Thin film nanocomposite membranes based on MIL-101 (Fe) and MIL-101 (Fe)-NH2 were prepared by loading them in the aqueous and organic phases of interfacial polymerization solutions, and their performance was optimized for the removal of FLX and PRX from aqueous wastewater. The combined membrane-photocatalytic system was also studied for the removal of FLX, sertraline (STL), and PRX from aqueous solutions. The properties of the synthesized photocatalysts and membranes were characterized using various techniques such as scanning electron microscopy, X-ray diffraction spectroscopy, nitrogen adsorption and desorption isotherm, X-ray photoelectron spectroscopy, ultraviolet-visible diffuse reflectance spectroscopy, fluorescence spectroscopy, and electrochemical impedance spectroscopy. The results showed that in the presence of persulfate, the removal efficiency of FLX and PRX using the synthesized photocatalyst reached above 99% after only 20 min, with a concentration of 0.5 g/L photocatalyst, 2 mM sodium persulfate, and an initial concentration of 100 mg/L. The flux and removal percentage of FLX, STL, and PRX using the membrane loaded with 0.004 wt% of the MOFs were 51.3 L/m2.h and 98.92%, 50.4 L/m2.h and 98.65%, and 51.8 L/m2.h and 99.02%, respectively. These results demonstrate the potential of the combined nanofiltration-photocatalytic system using the photocatalyst and the thin film nanocomposite membrane based on the MOFs for the effective removal of pharmaceutical contaminants on an industrial scale.

فوتوكاتاليزور چارچوب‌ فلز-آلي/تيتانيوم دي اكسيد، غشاي فيلم نازك نانوكامپوزيتي، داروهاي ضدّ استرس، سيستم تركيبي نانوفيلتراسيون-فوتوكاتاليزوري

Metal-organic framework/titanium dioxide photocatalyst; Thin film nanocomposite membrane; Antidepressants; Combined nanofiltration-photocatalytic system

Leila Roshanfekr rad

Prof. Mansoor Anbia