Published January 13, 2022 | Version v1
Publication Open

Systematic assessment of visible light driven photocatalysts for the removal of cefixime in aqueous solution sonophotocatalytically

  • 1. University of Peshawar
  • 2. Sarhad University of Science and Information Technology
  • 3. Shaheed Benazir Bhutto Women University

Description

A comparative study of Cu-impregnated ZnO and Ni-impregnated ZnO for the sonophotocatalytic degradation of cefixime in aqueous solution under visible light irradiation was carried out. Sonophotocatalysts were prepared by using a wet impregnation method and characterised using different spectroscopic techniques. Sonophotocatalytic efficiency of degradation is superior to photolysis, sonolysis, photocatalysis and sonocatalysis. Different operational parameters like pH, catalyst dosage, different enhancers, scavenger's effect, initial concentration of drug, reusability of catalyst and catalyst settling time were optimised. Optimum time of 30 min was found for the 45.7% degradation of cefixime using Cu-ZnO and 42.2% degradation using Ni-ZnO photocatalysts at pH 10. The degradation of cefixime increased from 75.3% to 100% with 5 mmol of hydrogen peroxide using 0.1 g/ L of Cu-ZnO and 99.8% using 0.15 g/L of Ni-ZnO, while other oxidising agents were found less effective using (Cu–ZnO-Ni-ZnO) photocatalyst. A very little decrease in degradation was observed with different types of scavengers. Catalyst reusability was checked up to three cycles and good results up to three cycles were achieved and followed pseudo-first-order kinetic model. Furthermore, the sonophotocatalytic activity was tested for real pharmaceutical wastewater resulting in 91 and 89% removal of total organic carbon (TOC) using (Cu-ZnO-Ni-ZnO), respectively. The proposed method was successfully applied on commercial and synthetic sample with satisfactory results.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

أجريت دراسة مقارنة لأكسيد الزنك المشرب بالنحاس وأكسيد الزنك المشرب بالنيكل للتحلل الحفاز الضوئي بالموجات فوق الصوتية للسيفيكسيم في محلول مائي تحت إشعاع الضوء المرئي. تم تحضير المحفزات الضوئية الصوتية باستخدام طريقة التشريب الرطب وتمييزها باستخدام تقنيات مطيافية مختلفة. تتفوق كفاءة التحلل الضوئي بالموجات فوق الصوتية على التحلل الضوئي والتحلل بالموجات فوق الصوتية والتحفيز الضوئي والتحفيز بالموجات فوق الصوتية. تم تحسين المعلمات التشغيلية المختلفة مثل الأس الهيدروجيني، وجرعة المحفز، والمعززات المختلفة، وتأثير الزبال، والتركيز الأولي للدواء، وقابلية إعادة استخدام المحفز وزمن ترسيب المحفز. تم العثور على الوقت الأمثل البالغ 30 دقيقة لتحلل 45.7 ٪ من السيفيكسيم باستخدام Cu - ZnO وتحلل 42.2 ٪ باستخدام المحفزات الضوئية Ni - ZnO عند درجة الحموضة 10. زاد تحلل السيفيكسيم من 75.3 ٪ إلى 100 ٪ مع 5 مللي مول من بيروكسيد الهيدروجين باستخدام 0.1 جم/ لتر من Cu - ZnO و 99.8 ٪ باستخدام 0.15 جم/لتر من Ni - ZnO، في حين تم العثور على عوامل مؤكسدة أخرى أقل فعالية باستخدام المحفز الضوئي (Cu - ZnO - Ni - ZnO). لوحظ انخفاض طفيف جدًا في التحلل مع أنواع مختلفة من جامعي القمامة. تم فحص قابلية إعادة استخدام المحفز حتى ثلاث دورات وتم تحقيق نتائج جيدة حتى ثلاث دورات واتباع نموذج حركي زائف من الدرجة الأولى. علاوة على ذلك، تم اختبار نشاط التحفيز الضوئي الصوتي لمياه الصرف الصحي الصيدلانية الحقيقية مما أدى إلى إزالة 91 و 89 ٪ من إجمالي الكربون العضوي (TOC) باستخدام (Cu - ZnO - Ni - ZnO)، على التوالي. تم تطبيق الطريقة المقترحة بنجاح على العينات التجارية والاصطناعية مع نتائج مرضية.

Translated Description (French)

Une étude comparative du ZnO imprégné de Cu et du ZnO imprégné de Ni pour la dégradation sonophotocatalytique du céfixime en solution aqueuse sous irradiation de lumière visible a été réalisée. Les sonophotocatalyseurs ont été préparés en utilisant une méthode d'imprégnation humide et caractérisés en utilisant différentes techniques spectroscopiques. L'efficacité sonophotocatalytique de la dégradation est supérieure à la photolyse, la sonolyse, la photocatalyse et la sonocatalyse. Différents paramètres opérationnels tels que le pH, le dosage du catalyseur, différents exhausteurs, l'effet du piégeur, la concentration initiale du médicament, la réutilisabilité du catalyseur et le temps de sédimentation du catalyseur ont été optimisés. Un temps optimal de 30 min a été trouvé pour la dégradation de 45,7% du céfixime à l'aide de Cu-ZnO et de 42,2% à l'aide de photocatalyseurs Ni-ZnO à pH 10. La dégradation du céfixime est passée de 75,3 % à 100 % avec 5 mmol de peroxyde d'hydrogène en utilisant 0,1 g/ L de Cu-ZnO et 99,8 % en utilisant 0,15 g/L de Ni-ZnO, tandis que d'autres agents oxydants se sont révélés moins efficaces en utilisant le photocatalyseur (Cu-ZnO-Ni-ZnO). Une très faible diminution de la dégradation a été observée avec différents types de piégeurs. La réutilisabilité du catalyseur a été vérifiée jusqu'à trois cycles et de bons résultats jusqu'à trois cycles ont été obtenus et ont suivi le modèle cinétique du pseudo premier ordre. De plus, l'activité sonophotocatalytique a été testée pour de vraies eaux usées pharmaceutiques entraînant une élimination de 91 et 89% du carbone organique total (COT) à l'aide de (Cu-ZnO-Ni-ZnO), respectivement. La méthode proposée a été appliquée avec succès sur un échantillon commercial et synthétique avec des résultats satisfaisants.

Translated Description (Spanish)

Se llevó a cabo un estudio comparativo de ZnO impregnado con Cu y ZnO impregnado con Ni para la degradación sonofotocatalítica de cefixima en solución acuosa bajo irradiación de luz visible. Los sonofotocatalizadores se prepararon utilizando un método de impregnación húmeda y se caracterizaron utilizando diferentes técnicas espectroscópicas. La eficiencia sonofotocatalítica de la degradación es superior a la fotólisis, sonólisis, fotocatálisis y sonocatálisis. Se optimizaron diferentes parámetros operativos como el pH, la dosificación del catalizador, diferentes potenciadores, el efecto depurador, la concentración inicial de fármaco, la reutilización del catalizador y el tiempo de sedimentación del catalizador. Se encontró un tiempo óptimo de 30 min para la degradación del 45.7% de cefixima usando Cu-ZnO y la degradación del 42.2% usando fotocatalizadores de Ni-ZnO a pH 10. La degradación de la cefixima aumentó de 75.3% a 100% con 5 mmol de peróxido de hidrógeno usando 0.1 g/ L de Cu-ZnO y 99.8% usando 0.15 g/L de Ni-ZnO, mientras que otros agentes oxidantes se encontraron menos efectivos usando el fotocatalizador (Cu-ZnO-Ni-ZnO). Se observó una disminución muy pequeña en la degradación con diferentes tipos de carroñeros. Se comprobó la reutilización del catalizador hasta tres ciclos y se lograron buenos resultados hasta tres ciclos y se siguió un modelo cinético de pseudo-primer orden. Además, la actividad sonofotocatalítica se probó para aguas residuales farmacéuticas reales, lo que resultó en una eliminación del 91 y 89% del carbono orgánico total (TOC) utilizando (Cu-ZnO-Ni-ZnO), respectivamente. El método propuesto se aplicó con éxito en muestras comerciales y sintéticas con resultados satisfactorios.

Files

33079993.pdf.pdf

Files (311.4 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:28b0bb86c6c3aac11433261bcc51e193
311.4 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
التقييم المنهجي للمحفزات الضوئية التي تعمل بالضوء المرئي لإزالة السيفيكسيم في المحلول المائي بالموجات فوق الصوتية
Translated title (French)
Évaluation systématique des photocatalyseurs pilotés par la lumière visible pour l'élimination du céfixime en solution aqueuse par sonophotocatalyse
Translated title (Spanish)
Evaluación sistemática de fotocatalizadores impulsados por luz visible para la eliminación de cefixima en solución acuosa sonofotocatalíticamente

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4206831837
DOI
10.1080/03067319.2022.2025790

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Pakistan

References

  • https://openalex.org/W1423885480
  • https://openalex.org/W1967526202
  • https://openalex.org/W1968392461
  • https://openalex.org/W2006756643
  • https://openalex.org/W2016503205
  • https://openalex.org/W2019727976
  • https://openalex.org/W2021269410
  • https://openalex.org/W2032515875
  • https://openalex.org/W2037766564
  • https://openalex.org/W2050963878
  • https://openalex.org/W2063084254
  • https://openalex.org/W2066119892
  • https://openalex.org/W2071677878
  • https://openalex.org/W2073646209
  • https://openalex.org/W2074535627
  • https://openalex.org/W2074807955
  • https://openalex.org/W2079486886
  • https://openalex.org/W2086150366
  • https://openalex.org/W2092746509
  • https://openalex.org/W2145909627
  • https://openalex.org/W2145937475
  • https://openalex.org/W2165487314
  • https://openalex.org/W2189761079
  • https://openalex.org/W2219935409
  • https://openalex.org/W2573963140
  • https://openalex.org/W2737667438
  • https://openalex.org/W2771900703
  • https://openalex.org/W2777856447
  • https://openalex.org/W2789187592
  • https://openalex.org/W2801276828
  • https://openalex.org/W2894307065
  • https://openalex.org/W2907005701
  • https://openalex.org/W2915448044
  • https://openalex.org/W2994661519
  • https://openalex.org/W3024905620
  • https://openalex.org/W3037363057
  • https://openalex.org/W3043183889
  • https://openalex.org/W3091610702
  • https://openalex.org/W3094368860
  • https://openalex.org/W3113970113
  • https://openalex.org/W3171248801
  • https://openalex.org/W3199025036
  • https://openalex.org/W3199131999