The photocatalytic performances of Ni-Fe-LDH, Co-Fe-LDH, and Cu-Fe-LDH, (LDH: Layered Double Hydroxide) were investigated for the removal of oxytetracycline hydrochloride (OTC-HCl) from water. Layered double hydroxide materials were synthesized by using the co-precipitation method. The photocatalysts were characterized by SEM, XRD, XPS, and BET surface area analyses. The highest pharmaceutical removal efficiency was obtained by using Ni-Fe-LDH photocatalyst. Box-Behnken design was used to examine the influences of reaction parameters on OTC-HCl removal and to determine the optimal reaction conditions. In the parametric study, the interactive influences of photocatalyst loading, solution pH, and the initial oxidant concentration on oxytetracycline hydrochloride removal were investigated. Under visible light irradiation, the optimal conditions were determined to be 1.5 g/L catalyst loading, pH 5, and 1.48 mM H2O2 concentration by using Ni-Fe-LDH photocatalyst. OTC-HCl degradation was calculated as 67.1% under the optimal conditions. Hydroxyl radical was determined to be the main effective reactive. Phytotoxicity tests were performed using Lepidium sativum seeds. Veterinary antibiotic degradation fit to first order reaction. The Arrhenius constant and activation energy were evaluated as 2.6 min-1 and 14.21 kJ/mol, respectively.
Layered double hydroxide Tetracycline antibiotics Photocatalytic oxidation Kinetic modelling
Ege Üniversitesi
FYL-2020-22394
This study was supported by Ege University Scientific Research Project Fund [FYL-2020-22394].
Oksitetrasiklin hidroklorik asidin (OTC-HCl) sudan uzaklaştırılması için Ni-Fe-TÇH, Co-Fe-TÇH ve Cu-Fe-TÇH'nin (TÇH: Tabakalı Çift Hidroksit) fotokatalitik performansları araştırılmıştır. Tabakalı çift hidroksit malzemeler kopresipitasyon yöntemi kullanılarak sentezlenmiştir. Fotokatalizörler SEM, XRD, XPS ve BET yüzey alanı analizleri ile karakterize edilmiştir. En yüksek farmasötik giderim değeri, Ni-Fe-TÇH fotokatalizörünün varlığında elde edilmiştir. Reaksiyon parametrelerinin OTC-HCl giderimi üzerindeki etkilerini araştırmak ve optimum reaksiyon koşullarını belirlemek için Box Behnken tasarımı kullanılmıştır. Parametrik çalışmada fotokatalizör dozu, çözelti pH değeri ve başlangıç oksidan derişiminin oksitetrasiklin hidroklorik asit giderimi üzerine interaktif etkileri incelenmiştir. Ni-Fe-TÇH fotokatalizör kullanılarak görünür ışık altında optimum reaksiyon koşulları 1,5 g/L fotokatalizör dozu, 1,48 mM H2O2 konsantrasyonu ve pH 5 olarak belirlenmiştir. Optimum koşullar altında OTC-HCl giderimi %67,1 olarak hesaplanmıştır. Radikal tuzaklama deneylerinde hidroksil radikalinin başlıca etkili reaktif tür olduğu tespit edilmiştir. Lepidium sativum tohumları kullanılarak fitotoksisite testleri gerçekleştitlmiştir. Kinetik çalışmalarda veteriner antibiyotik bozunmasının birinci dereceden reaksiyon hız modeline uyduğu sonucuna varılmıştır. Aktivasyon enerjisi 14,21 kJ/mol ve ön üstel faktör 2,6 min-1 olarak hesaplanmıştır.
Tabakalı çift hidroksit Tetrasiklin antibiyotikler Fotokatalitik oksidasyon Kinetik modelleme
Ege Üniversitesi
FYL-2020-22394
This study was supported by Ege University Scientific Research Project Fund [FYL-2020-22394].
Birincil Dil | İngilizce |
---|---|
Konular | Atıksu Arıtma Süreçleri |
Bölüm | Kimya Mühendisliği |
Yazarlar | |
Proje Numarası | FYL-2020-22394 |
Yayımlanma Tarihi | 3 Eylül 2024 |
Gönderilme Tarihi | 26 Ocak 2024 |
Kabul Tarihi | 17 Nisan 2024 |
Yayımlandığı Sayı | Yıl 2024 |