Abstract In this present study, the investigation of the photocatalytic removal of malachite green and brilliant blue dyes from their aqueous solution using photocatalytic oxidation process was provided. The application of factorial experimental design for the analysis the results was the main objective in the present study. The photocatalytic removal of Malachite Green (MG) and Brilliant Blue (BB) dyes was carried out in aqueous solutions containing the dye and suspended of ZnO upon UV irradiation (high pressure mercury lamp Radium 125 W). The effect of different factors such as initial dye concentration, sample volume and treatment time was taken in account. All samples of MG and BB have been analysed at 617 and 620 nm, respectively. The linearity ranged between 5 and 50 mg/L for MG dye while it was ranged between 20 and 200 mg/L for BB dye. The linear regression, R2, was more than 0.995 for both dyes. The results revealed that factorial experimental design analysis has given a better indication to investigate the effects of factors. It was observed that the most of factors are significant for both dyes. Initial concentration and treatment time factors were the most significant factors for MG and BB dyes, respectively according to pareto chart.

Resumen En este estudio se presenta una investigación sobre la remoción fotocatalítica de colorantes de verde de malaquita y azul brillante de soluciones acuosas mediante procesos de oxidación fotocatalítica. El objetivo principal de este trabajo fue la aplicación de un diseño experimental factorial para el análisis de los resultados. La remoción del verde de malaquita (MG) y azul brillante (BB) de soluciones acuosas se llevó a cabo mediante irradiación de luz UV en presencia de partículas de ZnO en suspensión. Para los experimentos, se usó una lámpara de mercurio a alta presión (Radium 125 W). Se consideraron los efectos de distintas variables, como la concentración inicial de cada colorante, el volumen de la muestra y el tiempo de tratamiento. Todas las muestras de MG y BB se analizaron a 617 y 620 nm, respectivamente. Se observó linealidad en los resultados en el intervalo de concentraciones entre 5 y 50 mg/L para el caso de MG, mientras que para el BB la linealidad se observó en el intervalo de concentraciones entre 20 y 200 mg/L. En ambos casos, los datos se ajustaron a modelos lineales con valores de R2 mayores a 0.995. Los resultados revelaron que el diseño experimental factorial permite investigar de mejor manera los efectos de diversos factores, encontrándose que la concentración inicial y el tiempo de tratamiento son los factores más importantes para la remoción de MG y BB, respectivamente, según se muestra en los gráficos de Pareto.

Abstract Metoprolol (MTP) is one of pharmaceuticals used for treatment of heart failure and hypertension. It was frequently detected in wastewater samples either influent or effluent. The application of graphite-PVC composite as anode was investigated for the degradation of metoprolol in the presence of strong electrolyte such as sodium chloride (NaCl). The degradation rate was strongly influenced by initial concentrations of metoprolol, NaCl concentration and applied voltage. An initial concentration of 2 mg/L was eliminated more than 95% after 30 min under optimum conditions; 5000 mg/L NaCl and 5 V. The consumption energy of the electrochemical reaction was 0.665 Wh/mg for metoprolol after 30 min. The kinetic rate constant of metoprolol could be ranged between 0.0016 and 0.0801 min-1. The electrochemical degradation efficiency of metoprolol and its by-products has been achieved. The degradation of metoprolol produced four transformated products as investigated and elucidated using liquid chromatography-time of flight/mass spectrometry. The proposed degradation pathway of metoprolol was schemed on the base of the identified intermediates.

Resumen El metoprolol (MTP) es uno de los fármacos utilizados para el tratamiento de la insuficiencia cardíaca y la hipertensión. Se detecta frecuentemente en muestras de aguas residuales, ya sea de afluentes o efluentes. Se investigó la aplicación del compuesto de grafito-PVC como ánodo para la degradación del metoprolol en presencia de un electrolito fuerte como el cloruro de sodio (NaCl). La velocidad de degradación depende de las concentraciones iniciales de metoprolol, la concentración de NaCl y el voltaje aplicado. Una concentración inicial de 2 mg/L de MTP fue eliminada con más del 95% después de 30 minutos en condiciones óptimas; 5000 mg/L de NaCl y 5 V. La energía de consumo de la reacción electroquímica fue de 0,665 Wh/mg para el metoprolol después de 30 min. La constante cinética de degradación metoprolol oscila entre 0.0016 y 0.0801 min-1. Se logró la eficiente degradación electroquímica del metoprolol y sus subproductos, ya que se detectaron cuatro subproductos electrogenerados según los resultados de cromatografía líquida - tiempo de vuelo/espectrometría de masas. La vía de degradación propuesta del metoprolol se esquematizó sobre la base de los productos intermedios identificados.

O presente artigo relata a degradação UV-assistida de 1,4-benzoquinona em suspensões ZnO. As variáveis estudadas incluem a concentração de 1,4-benzoquinona, fotocatalisador, pH e carbono orgânico total. A concentração de 1,4-benzoquinona e o carbono orgânico residual foram medidos usando espectrofotômetro UV-Visível e analisador TOC, respectivamente. Os resultados mostraram que a fotodegradação da 1,4-benzoquinona foi independente do pH. A fotoatividade do ZnO foi máxima na concentração de 1,0 g L-1 e em níveis de 100 mg L-1 de 1,4-benzoquinona. Na faixa de pH 4-10 mais de 80% de 1,4-benzoquinona pode ser removida. ZnO demonstrou capacidade de reutilização no processo.

The present paper reports the UV-assisted degradation of 1,4-benzoquinone in ZnO suspensions. The variables studied include the concentration of 1,4-benzoquinone, photocatalyst, pH and the total organic carbon. The concentration of 1,4-benzoquinone and residue organic carbon were measured using UV-Visible spectrophotometer and TOC analyzer, respectively. The results showed that 1,4-benzoquinone photodegradation was independent of pH. The photoactivity of ZnO was maximum at 1.0 g L-1 concentration and at 100 mg L-1 1,4-benzoquinone levels. Within pH 4-10 more than 80% of 1,4-benzoquinone can be removed. ZnO has demonstrated reusability in the process.