ستخدام TiO2و ZnO كحفازات ضوئية في تحطيم المخلفات الصيدلانية المنتشرة:تأثير حجم حبيبة الحفاز وتثبيته على السطوح

هناك الكثير من الطرق المستخدمة في تحطيم المخلفات الصيدلانية المنتشرة والملوثة للماء. ومن الطرق التي تعد من أفضل الوسائل لتنقية الماء بدون آثار جانبية هو استخدام الحفازات الضوئية مثل أكسيد التيتانيا و أكسيد الزنك. يعتبر هذان الحفازان من أشباه الموصلات التي تمتلك فجوة طاقة واسعة، لذلك فإن عملية تهييج الإلكترونات تتطلب وجود الأشعة فوق البنفسجية. تم في هذه الدراسة استخدام أكسيد التيتانيا وأكسيد الزنك التجارية والمصنعة في المختبر، والتي تم تشخيصها بواسطة أشعة X والمجهر الماسح والوميض الضوئي والإمتصاص الضوئي، في تنقية الماء من المخلفات الصيدلانية مثل البراسيتامول عن طريق التحطيم الضوئي. حيث استخدم كلا الحفازين بأحجام مختلفة في تحطيم البراسيتامول. استخدم الحفاز التجاري تحت لمبة الأشعة فوق البنفسجية بينما الحفاز المصنع في المختبر تحت أشعة الشمس المباشرة. كما تم في هذه الدراسة تثبيت الحفاز على سطح الكربون المنشط. أجريت عملية التحطيم الضوئي للبراسيتامول تحت تأثيرعدة عوامل مثل تركيز الملوث وتركيز الحفاز ودرجة الحموضة. أظهرت النتائج في هذه الدراسة أن أكسيد التيتانيا التجاري بنوعيه (أنتيز و روتيل) ليس له فاعلية عالية في تحطيم البراسيتامول تحت الأشعة فوق البنفسجية. أما تحت أشعة الشمس المباشرة فتظهر فاعلية أكسيد التيتانيا التجاري (أنتيز) اكبر من النانو في عملية التحطيم. كما بينت نتائج هذه الدراسة أن أكسيد التيتانيا التجاري (روتيل) يعمل تحت الأشعة فوق البنفسجية على درجة حموضة عالية للوسط المائي الملوث بالبراسيتامول.أما أكسيد الزنك التجاري فله فاعلية كبيرة نسبيا في التحطيم تحت كل من الأشعة فوق البنفسجية و أشعة الشمس المباشرة. وجد تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية أن فاعلية أكسيد التيتانيا (أنتيز) أكبر بقليل من أكسيد الزنك التجاري. بينما تحت أشعة الشمس المباشرة فإن أكسيد الزنك التجاري أكثر فاعلية في التحطيم من أكسيد التيتانيا (أنتيز). كذلك أكسيد الزنك النانو أكثر فاعلية من أكسيد التيتانيا النانو تحت أشعة الشمس المباشرة. أما بالنسبة للحفازين المثبتين على سطح الكربون المنشط فإن الكربون زاد من تحفيز سطح الحفاز المستخدم في التحطيم الضوئي. فقد زاد الكربون المنشط من فاعلية أكسيد التيتانيا وأكسيد الزنك التجاريين تحت الأشعة فوق البنفسجية والنانو تحت أشعة الشمس المباشرة. حيث أظهرت الدراسة أن أكسيد التيتانيا النانو والمثبت له فاعلية في التحطيم أكبر من أكسيد التيتانيا التجاري والمثبت تحت أشعة الشمس المباشرة. أما أكسيد الزنك التجاري والمثبت، فله فاعلية أكبر من أكسيد التيتانيا (أنتيز) والمثبت، تحت الأشعة فوق البنفسجية. كما أن فاعلية أكسيد الزنك النانو والمثبت أكبر من أكسيد التيتانيا النانو والمثبت تحت أشعة الشمس المباشرة. وباختصار تبين هذه الدراسة أن أكسيد التيتانيا وأكسيد الزنك المثبتين على سطح الكربون المنشط لهما حسنات في زيادة فاعليتهما في التحطيم كذلك في سهولة فصلهما من الوسط المائي بعد انتهاء عملية تحطيم الملوث.