Главная » Просмотр файлов » Диссертация

Диссертация (1173071), страница 12

Файл №1173071 Диссертация (Очистка сточных вод от активных фармацевтических субстанций с помощью усовершенствованных окислительных методов) 12 страницаДиссертация (1173071) страница 122020-05-14СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 12)

Окисление АФС в системе УФ/H2O2Введениеинтенсифицируетвфотокаталитическуюдеструкциюсистемуфармацевтическихпероксидапрепаратовводородазасчетдополнительного образования гидроксил-радикалов [205-206]:H2O2 + hν → 2∙ОН;H2O2 + ∙ОН→ H2O + ∙HO2;H2O2 + ∙HO2→ H2O + O2 + ∙ОНПри этом возможна рекомбинация радикалов ∙ОН и ∙HO2:2∙ОН → H2O2702∙HO2 → H2O2 + O2Окисление при совместном действии пероксида водорода и УФ-излучениясочетает в себе два механизма: прямой фотолиз и окисление гидроксильнымирадикалами. При этом первый процесс является селективным, а второй –неселективным, что обуславливает универсальность метода [207, 148].Окисление АСК в системе УФ/Н2О2На рисунке 3.14 представлена зависимость степени окисления АСК (С н = 0,5г/л) от времени контакта с зоной облучения при комбинации УФ/Н2О2 приразличных концентрациях пероксида водорода: от 2,5 до 50 ммоль/л.10018060a,%24042000204060803100 120 140 160 180tк, сРис.

3.14. Степень окислительной деструкции раствора АСК (Cн = 0,5 г/л) взависимости от времени облучения в системе УФ/Н 2О2 при различных концентрацияхН2О2: 1 – 50 ммоль/л; 2 – 25 ммоль/л; 3 – 5 ммоль/л; 4 – 2,5 ммоль/лПоказано, что с увеличением концентрации пероксида водорода иувеличением времени контакта с зоной облучения степень окисления АСКповышается, и при концентрации [Н2О2] = 50 ммоль/л (согласно стехиометрииАФС:Н2О2 = 1:1) и времени контакта жидкости с УФ-излучателем равном 160секунд, степень окисления достигает 99,5%.Окисление тетрациклина в системе УФ/Н2О2На рисунке 3.15 представлена зависимость степени окисления тетрациклина(Сн = 0,1 г/л) от времени контакта с зоной облучения при комбинации УФ/Н2О2 приразличных концентрациях пероксида водорода: от 0,44 до 10,88 ммоль/л. Показано,что с увеличением концентрации пероксида водорода и увеличением времени71контакта с зоной облучения степень окисления тетрациклина повышается, и приконцентрации [Н2О2] = 10,88 ммоль/л и времени контакта жидкости с УФизлучателем равном 160 секунд, степень окисления достигает 85%.10012603a,%80440200020406080tк,100120140160сРис.

3.15. Степень окислительной деструкции раствора тетрациклина (Cн = 0,1 г/л)в зависимости от времени облучения в системе УФ/Н2О2 при различных концентрацияхН2О2: 1 – 10,88 ммоль/л; 2 – 5,44 ммоль/л; 3 – 1,088 ммоль/л; 4 – 0,544 ммоль/лОкисление сульфадимезина в системе УФ/Н2О2Нарисунке3.16представленазависимостьстепениокислениясульфадимезина (Сн = 0,5 г/л) от времени контакта с зоной облучения прикомбинации УФ/Н2О2 при различных концентрациях пероксида водорода: от 1,86до 56 ммоль/л.

Показано, что с увеличением концентрации пероксида водорода иувеличениемвремениконтактасзонойоблучениястепеньокислениясульфадимезина повышается, и при концентрации [Н2О2] = 56 ммоль/л и времениконтакта жидкости с УФ-излучателем равном 160 секунд, степень окислениядостигает 99%.Среди исследованных веществ можно выделить препарат с высокойстепенью окисления, практически не зависящей от концентрации окислительныхреагентов - сульфадимезин. На рисунке 3.16 показано, что степень окислениясульфадимезина практически одинакова при различных концентрациях пероксидаводорода. Данный препарат можно отнести к группе легкоокисляемых.

Степеньокислительной деструкции остальных субстратов (АСК, тетрациклин) в гораздобольшей степени зависит от концентрации пероксида водорода; добиться более72глубокой деструкции можно, повышая концентрацию окислителя.110023460a,%8040200020406080100 120 140 160tк,сРис. 3.16. Степень окислительной деструкции раствора сульфадимезина (C н = 0,5г/л) в зависимости от времени облучения в системе УФ/Н2О2 при различныхконцентрациях Н2О2: 1 – 56 ммоль/л; 2 – 28 ммоль/л; 3 – 5,6 ммоль/л; 4 – 2,8 ммоль/лСогласно рисункам 3.17 – 3.19, эффективность использования для очисткиводы от фармацевтических препаратов только Н2О2 или УФ излучения невелика,что делает невозможным их практическое применение.

Однако совместноедействие УФ/Н2О2 позволяет добиться довольно высоких степеней очистки.1000,510,320,2б)60240а)0,130,0380a, %С, г/л0,4020406080 100 120 140 160 180tк, сек2001020406080 100 120 140 160 180tк , сРис. 3.17. Кинетика (а) и степень окисления (б) АСК (Сн = 0,5 г/л) при обработкеего водного раствора: 1 – Н2О2 ([Н2О2] = 50 ммоль/л); 2 – УФ-облучение;3 – УФ/Н2О2 ([Н2О2] = 50 ммоль/л)При исходной концентрации АСК Сн = 0,5 г/л на 160 секунде обработкипероксидом водорода степень окисления составляет около 5%, при использовании73УФ излучения – 43,1%, а при использовании комбинации УФ/Н2О2 повышается до99,5% (рисунок 3.17).На рисунках 3.17 – 3.19 прослеживается ярко выраженный синергетическийэффект в системе УФ/Н2О2, возникающий за счет увеличения в системеконцентрации гидроксил-радикалов.1000,102260%0,06б)80130,04а)0,020,00a,С, мг/л0,08302040608040120100 1200140 160tк, сек020406080100 120 140 160tк,сРис.

3.18. Кинетика (а) и степень окисления (б) тетрациклина (Сн = 0,1 г/л) приобработке его водного раствора: 1 – Н2О2 ([Н2О2] = 10,88 ммоль/л); 2 – УФ-облучение;3 – УФ/Н2О2 ([Н2О2] = 10,88 ммоль/л)0,51003802а)%0,310,23604020,10,01a,С, г/л0,4б)200255075tк, с1001251500020406080tк ,100 120 140 160сРис. 3.19. Кинетика (а) и степень окисления (б) сульфадимезина (С н = 0,5 г/л) приобработке его водного раствора: 1 – Н 2О2 ([Н2О2] = 56 ммоль/л); 2 – УФ-облучение;3 – УФ/Н2О2 ([Н2О2] = 56 ммоль/л)Согласно данным экспериментов, представленных на рисунках 3.17 – 3.19,выявлено, что использование УФ в сочетании с пероксидом водорода позволяет74более эффективно удалять фармацевтические препараты из водных растворов, чемприменение УФ-излучения без добавления пероксида водорода при тех жеусловиях.

Также можно отметить, что степень окисления сульфадимезина прииспользовании только УФ-излучения и только H2O2 оказалась практическиодинаковой. Как уже было выше сказано, данный препарат можно отнести к группелегкоокисляемых.В таблице 3.4 представлена максимальная степень очистки для трехразличных вариантов окисления: 1 – H2O2 (время обработки 120 с); 2 – УФизлучение (время обработки 160 с); 3 – система УФ/Н2О2 (время обработки 160 с).Концентрация пероксида водорода по стехиометрическому соотношению 1:1составляет для АСК [Н2О2] = 50 ммоль/л, для тетрациклина [Н2О2] = 10,88 ммоль/л,для сульфадимезина [Н2О2] = 56 ммоль/л.Важным параметром в очистке воды от любых загрязняющих соединенийявляется скорость окисления.

Показано (таблица 3.4) что, совместное введение всистему пероксида водорода и УФ-излучения позволяет резко увеличитьначальные скорости процесса окисления фармацевтических препаратов посравнению с применением индивидуальных окислителей (только УФ-излучениеили пероксид водорода). Сопоставление результатов, отраженных на рисунках3.17– 3.19 и в таблице 3.4 показывает, например, для АСК при использованиисистемы УФ/Н2О2, скорость окислительной деструкции и степень окисления АСКв начальный момент времени увеличивается в 83 раза и 20 раз относительноокисления Н2О2, и в 26,5 раз и 6 раз относительно окисления УФ.Согласно результатам таблицы 3.4 лекарственные препараты по своейспособности к окислительно-деструктивным превращениям можно расположитьв следующем ряду: сульфадимезин > АСК > тетрациклин.Для вычисления констант скоростей разложения АСК, тетрациклина исульфадимезина при окислении под воздействием УФ и УФ/Н2О2 использовалосьуравнение (3.1) и кинетическая модель псевдо-первого порядка (таблица 3.5).Исследуемые процессы окисления на основе УФ, также как и на основе О3,могут быть отнесены к реакциям первого и псевдо-первого порядка (с линейной75зависимостью − (рисунки 3.20-3.22).Таблица 3.4.

Сравнение степени окисления и скорости окисленияфармацевтических препаратов при различных способах обработкиМаксимальная степеньСкорость окисления,Тип воздействияокисления, %мкмоль/л∙сАСК (исходная концентрация 0,5 г/л)Н2О250,36УФ43,11,13УФ/Н2О299,529,9тетрациклин (исходная концентрация 0,1 г/л)Н2О2120,4УФ524,1УФ/Н2О28513,6сульфадимезин (исходная концентрация 0,5 г/л)Н2О29220,7УФ9223,9УФ/Н2О299609,301-12-23ln C-3-4-5-60255075100125150175t к, сРис. 3.20. Кинетика окисления АСК (Сн = 0,5 г/л): 1 – Н2О2 ([Н2О2] = 50 ммоль/л);2 – УФ-облучение; 3 – УФ/Н2О2 ([Н2О2] = 50 ммоль/л)Причем процессы окисления АСК, тетрациклина и сульфадимезина привоздействии УФ, а также окисление АСК под воздействием УФ/Н2О2демонстрировали первый порядок реакции.В то же время процессы окисления тетрациклина и сульфадимизина всистеме УФ/Н2О2, демонстрировали уже две стадии псевдо-первого порядка(характерный излом на графиках).76-2,01-2,52ln C-3,03-3,5-4,0-4,50255075100125150tк, сРис. 3.21.

Кинетика окисления тетрациклина (Сн = 0,1 г/л): 1 – Н2О2 ([Н2О2] =10,88 ммоль/л); 2 – УФ-облучение; 3 – УФ/Н 2О2 ([Н2О2] = 10,88 ммоль/л)0-12-2ln C-3-41-53-6-7-80255075100125150tк, сРис. 3.22. Кинетика окисления сульфадимезина (Сн = 0,5 г/л): 1 – Н2О2 ([Н2О2] =56 ммоль/л); 2 – УФ-облучение; 3 – УФ/Н2О2 ([Н2О2] = 56 ммоль/л)Экспериментальные данные при окислительной деструкции АСК показали,что величина k для реакции в системе УФ/Н2О2 в 9 раза выше, чем величина k вреакции с УФ, и в 96,5 раз выше, чем в реакции с Н2О2.При окислительной деструкции тетрациклина величина k1 для реакции всистеме УФ/Н2О2 в 1,5 раза выше, чем величина k в реакции с УФ, однако длявторой стадии (120 секунд воздействия) величина k2 в свою очередь в 11 раз выше,что потенциально может свидетельствовать о возможных реакциях между АФС ипромежуточными продуктами с ускорением общего процесса деградациитетрациклина.Для сульфадимезина величина k1 при реакции в системе УФ/Н2О2 в 3,85 разавыше, чем k1 в реакции с УФ, и в 3,75 раз выше, чем в реакции с Н2О2.77Степень окислительной деструкции сульфадимезина в системе УФ/Н 2О2достигает 99% в первые 90 секунд воздействия.

Характеристики

Список файлов диссертации

Очистка сточных вод от активных фармацевтических субстанций с помощью усовершенствованных окислительных методов
Свежие статьи
Популярно сейчас
А знаете ли Вы, что из года в год задания практически не меняются? Математика, преподаваемая в учебных заведениях, никак не менялась минимум 30 лет. Найдите нужный учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6510
Авторов
на СтудИзбе
302
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее