Pietrzyk Paulina
Zakład Chemii Fizycznej i Radiochemii
Pracownia Elektrochemii
Nanostrukturalne tlenki metali do zastosowań środowiskowych
Paulina Pietrzyk
Promotor: prof. dr hab. Paweł Krysiński, dr Magdalena Osial
Działalność antropogeniczna człowieka bezustannie negatywnie oddziałuje na środowisko naturalne powodując zanieczyszczenie gleby oraz zbiorników wodnych. Wśród ogromnej liczby związków chemicznych stanowiących zanieczyszczenia można wyróżnić m.in. jony metali ciężkich, związki pochodzenia farmaceutycznego, wielopierścieniowe związki aromatyczne, antybiotyki oraz barwniki. Szczególnie ostatnie dwie grupy związków są narastającym problemem zanieczyszczenia środowiska. Antybiotyki są szeroko rozpowszechnione w postaci dodatków do pasz dla zwierząt [1], jednym z nich jest tetracyklina. Charakteryzuje się wysoką skutecznością w zwalczaniu bakterii gram dodatnich i gram ujemnych [2]. Wykorzystywana jest także do zwalczania zgnilca amerykańskiego, choroby pszczół miodnych, która infekuje wyłącznie larwy, przez co związek ten może przedostawać się nawet do żywności tj. miód. Niestety, długotrwałe stosowanie tego antybiotyku w leczeniu powoduje rozwój antybiotykooporności. Ponad to, wykazano negatywne skutki zdrowie ludzi i zwierząt [3, 4]. Z kolei, barwniki stanowią kolejną grupę związków uwalnianych do środowiska wodnego między innymi ze względu na rosnące zanieczyszczenie mikroplastikiem. Związki barwne przedostające się do środowiska podczas produkcji i użytkowania tkanin powodują szkodliwe działanie na florę i faunę wodną [5]. Barwniki azowe są, najliczniejszą grupą związków używanych w przemyśle tekstylnym, a ich odpad w skutek niewydajnego procesu barwienia stanowi 15-50% [6]. Jedną z substancji wykorzystywanych do produkcji żółtych tekstyliów jest żółcień tytanowa [7].
W niniejszej pracy magisterskiej jako zanieczyszczeń modelowych użyto żółcieni tytanowej oraz tetracykliny. W celu usunięcia ich ze środowiska wodnego zastosowano nanocząstki na bazie tlenku żelaza domieszkowane cynkiem. Celem pracy była synteza oraz charakteryzacja fizykochemiczna nanocząstek na bazie tlenku żelaza domieszkowanych cynkiem do usuwania i fotokatalitycznej degradacji zanieczyszczeń. Ze względu na swą przerwę energetyczną za pomocą otrzymanych nanostruktur generowano rodnik O2/O2.-, który powoduje degradację zanieczyszczeń pod wpływem światła UV. Nanomateriały otrzymano metodą współstrąceniową, gdzie zbadano wpływ czasu trwania syntezy na ich właściwości fizyko-chemiczne, w tym morfologię, magnetyzację i krystaliczność. Zoptymalizowano proces adsorpcji zanieczyszczenia na powierzchni nanocząstek oraz wyznaczono kinetykę adsorpcji. Zbadano również degradację żółcieni tytanowej oraz tetracykliny pod wpływem światła UV.
Literatura:
[1] Kimura J., Kudo H., Fukuda A., Yamada M., Makita K., Kentaro O., Takahashi M., Tamura Y., Usui M., Vet. Anim. Sci. 2022, 15, 100236.
[2] Bal T., Tetracyclines, w: Principles of antimicrobal chemotherapy, Ankara Nobel Tıp Kitabevleri, Ankara, 2020.
[3] Aljedani D. M., Saudi J. Biol. Sci., 2022, 29 (3), 1477-1486.
[4] Xu Y-C., Liu G-H., Xu Y-H., Zhao T., Zheng H., Tan X-Y., Sci. Total Environ., 2022, 806 (3), 151290.
[5] Dutta S., Bhattacharjee J., , Development in Wastewater Treatment Research and Processes, 2022, 1-21.
[6] Al-Tohamy R., Ali S. S., Li F., Okasha K. M., Mahmoud Y. A.-G., Elsamahy T., Jiao H., Fu Y., Sun J., , Ecotoxicol. Environ. Saf., 2022, 231, 113160.
[7] Rastgordani M., Zalgharnein J., Mahdavi V., Microchem. J., 2020, 155, 104717.