تهیه مزومتخلخل کربن فعال مغناطیسی (Fe3O4/AC) از پسماند‌های کنجد به‌عنوان یک جاذب سبز برای حذف پادزیست‌ آزیترومایسین و بهینه‌سازی عامل‌های موثر به کمک طراحی آزمایش

محورهای موضوعی : شیمی فیزیک

محمد حسین فکری ¹ (استادیار شیمی فیزیک، گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه آیت‌الله بروجردی، بروجرد، ایران.)
مریم رضوی مهر ² (مدرس شیمی معدنی، گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه آیت‌الله بروجردی، بروجرد، ایران)
سمانه عیسی نژاد محمره ³ (کارشناس ارشد شیمی فیزیک، گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه آیت‌الله بروجردی، بروجرد، ایران)
محمد شریف زارعی ⁴ (استادیار مکانیک، گروه مکانیک، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه آیت‌الله بروجردی، بروجرد، ایران)

تاریخ دریافت : 1399/07/12 تاریخ پذیرش : 1399/09/25 تاریخ انتشار : 1400/09/01

کلید واژه: آزیترومایسین, طراحی آزمایش, دانه کنجد, نانو کربن فعال مغناطیسی, روش سبز,

چکیده مقاله :

در این پژوهش، کربن از پسماند های کنجد استخراج شد و عملیات فعال سازی کربن تهی ه شده، با روی کلرید انجام شد. برای مغناطیسی کردن کربن فعال تهی ه شده، نانو ذره های مغناطیسی Fe3O4 با روش درجا بر کربن فعال بارگذاری شد. کربن فعال مغناطیسی برای حذف پادزیست آزیترومایسین به کارگرفته شد. نتیجه ها نشان داد که کربن فعال مغناطیسی در ابعاد نانو تشکیل شد و اندازه نانوحفره ها در حدود 26 نانومتر بود. سطح ویژه آن 112/23 مترمربع بر گرم بود که عددی مطلوب و قابل قبول است. برای بهینه سازی عوامل موثر در جذب آزیترومایسین بر جاذب کربن فعال مغناطیسی از نرم‌افزار طراحی آزمایش و به کمک روش سطح پاسخ استفاده شد. به کمک روش باکس بنکن تاثیر سه عامل موثر pH، مقدار جاذب و دما بررسی شد که مقدارهای بهینه آن ها به ترتیب ۲، 0/08 گرم و C° 85 به دست آمد. با درنظرگرفتن این مقدارهای بهینه، مقدار جذب پیش بینی شده دارو با جاذب برابر با 99 % بود. در این شرایط بهینه، مقدار جذب دارو به روش تجربی 97/83 % به دست آمد.

چکیده انگلیسی:

In this study, carbon was extracted using sesame plant waste and activated carbon was obtained by ZnCl2. Magnetic Fe3O4 nanoparticles were loaded by in situ method onto activated carbon. Magnetic activated carbon (MGAC) was used to remove the azithromycin antibiotic. The results show that magnetically activated carbon is formed in nanoscale and and the size of the nanopores is about 26 nanometers. Its specific surface area is 112.23 m2g-1, which is a desirable and acceptable. Optimization of the important factors in the adsorption of azithromycin on magnetic activated carbon was performed by Design Expert 7 software and respons surface method. using Box-Behnken design method, the effect of three effective factors of pH, adsorbent dosage and temperature were investigated. Their optimal values were 2, 0.08 g and 85 °C, respectively, which by considering absorption percent of the drug by the adsorbent is 99 %. In these optimal conditions, the amount of drug absorption was obtained 97.83% experimentally.

منابع و مأخذ:

[1] Martinez, J.L.; Environ. Pollut. 157, 2893-902, 2009.

[2] Emad, S.E.; Chaudhur, M.; Desalin. 272, 218-24, 2011.

[3] Emad, S.E.; Chaudhuri, M.; Desalin. 256, 43-47, 2010.

[4] Kümmerer, K.; Chemosphere 75, 417-34, 2009.

[5] Emad, S.E.; Chaudhuri, M.; Desalin. 256, 43-47, 2010.

[6] Amsaleg, C.; Laverman, A.M.; Environ. Sci. Pollut. Res. 23, 4000-4012, 2016.

[7] Homem, V.; Santos, L.; J. Environ. Manage. 92, 2304- 47, 2011.

[8] Dashti Khavidaki, H.; Fekri, M.H.; J. Adv. Chem. 11, 3777-3788, 2015.

[9] Razavi Mehr, M.; Fekri, M.H.; Omidali, F.; Eftekhari, N.; Akbari-adergani, B.; J. Chem. Health Risks 9, 75-86, 2019.

[10] Fekri, M.H.; Banimahd Keivani, M.; Razavi Mehr, M.; Akbari-adergani, B.; J.

Mazandaran Univ. Med. Sci. 29, 166-179, 2019.

[11] Shen, S.; Ren, J.; Chen, J.; Lu, X.; Deng, C.; Jiang, X.; J. Chromatogr. A 1218, 4619-26, 2011.

[12] Iram, M.; Guo, C.; Guan, Y.; Ishfaq, A.; Liu, H.; J. Hazard. Mater. 181, 1039-50, 2010.

[13] Qu, S.; Huang, F.; Yu, S.; Chen, G.; Kong, J.; J. Hazard. Mater. 160, 643-47, 2008.

[14] Chegeni, M.; Etemadpour, S.; Fekri, M.H.; Phys. Chem. Res. 9(1), 1-16, 2021.

[14] Burchell, D. T., “Carbon materials for advanced technologies”, Elsevier Science Ltd, 1999.

[15] Ai, L.; Huang, H.; Chen, Z.; Wei, X.; Jiang, J.; Chem. Eng. J. 156, 243-249, 2010.

[16] Yegane Badi, M.; Azari, A.; Pasalari, H.; Esrafili, A.; Farzadki, M.; J. Mol. Liq. 261, 146–154, 2018.