تهیه نانو کامپوزیت مغناطیسی چند جزیی اصلاح شده با پوست پرتقال و بررسی کارآیی آن در جذب ویتامین B5 از محلو ل‌های آبی

محورهای موضوعی : سنتز مواد

سیده غزاله هاشمی پور زواره ¹ , فریبا تدین ² , روح الله کرمی اسبو ³

1 - کارشناسی ارشد شیمی تجزیه، دانشکده شیمی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال، تهران، ایران.
2 - دانشیار دانشکده شیمی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال، تهران، ایران.
3 - استادیار سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، موسسه تحقیقات گیاه پزشکی کشور، بخش تحقیقات بیماری های گیاهان، تهران، ایران.

تاریخ دریافت : 1400/05/15 تاریخ پذیرش : 1400/10/26 تاریخ انتشار : 1401/04/01

کلید واژه: جذب سطحی, نانوکامپوزیت مغناطیسی, ویتامین B5, پوست پرتقال,

چکیده مقاله :

اسید پانتوتنیک (B5) یکی از مهم‌ترین ویتامین ها برای زندگی انسان است که در بدن انسان نقش های متعددی ازجمله ساخت سلول های خونی، فعالیت غدد فوق کلیه، مقابله با استرس و تولید انرژی را بر عهده دارد. از طرفی حضور این ویتامین برای رشد گیاهان و غذاسازی حائز اهمیت است، بنابراین جذب و اندازه‌گیری آن امروزه بیشتر از قبل مورد بررسی قرار می گیرد. امروزه استفاده از جاذب‌های مغناطیسی و به دنبال آن جداسازی مغناطیسی جهت جذب و جداسازی به دلیل سادگی، هزینه کم و سرعت‌بالا بسیار موردتوجه محققان است. مطالعه حاضر باهدف جذب و استخراج ویتامینB5 از محلول‌های آبی با استفاده از نانو کامپوزیت آهن / پوست پرتقال انجام گرفت. نانو ذرات سنتز شده به‌وسیلۀ آنالیزهای SEM/EDX، FT-IRو XRD مشخصه یابی گردیدند. همچنین از مدل ایزوترمی لانگمویر و فروندلیچ و مدل‌های سینتیکی شبه درجه اول و شبه درجه دوم برای بیان نوع فرآیند استفاده گردید. متغیرهای مؤثر برجذب از قبیل pH، مقدار دوز جاذب، زمان تماس و غلظت اولیه ویتامین B5 بررسی شدند. نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که بیشترین میزان جذب ویتامین B5 در غلظت 300 میلی‌گرم بر لیتر، میزان 1/0 گرم از جاذب، زمان تماس 90 دقیقه و pH برابر 6 است و روند جذب ویتامین B5 بر روی جاذب مغناطیسی از مدل لانگمویر (9899/0 R2=) تبعیت می نماید. سینتیک واکنش جذب با ضریب رگرسیون بالا (999/0 R2=) توسط مدل شبه درجه اول تأیید شد.

چکیده انگلیسی:

One of the most important vitamins for human life is pantothenic acid (B5), because of its advantages such as production of blood cells, adrenal gland activity, stress management and energy production. The presence of this vitamin is important for plant growth and food production, because of its adsorption and determination were studied more than before.  Magnetic Nano adsorbent has been attracted great attention in the field of separation due to the simplicity, low cost and high speed. In this paper, the magnetic Nano composite modified with orange peel for adsorption efficiency of vitamin B5 from aqueous solution was synthesized. The Nano adsorbent structure was characterized using SEM-EDX, FTIR and XRD. The influence of adsorption parameters including pH, contact time, adsorbent dosage and initial concentration of B5 onto Nano adsorbent were evaluated. The best sorption of B5 via the Nano sorbent occurred at concentration of 300 mg L-1, 0.1 g of Nano adsorbent, 90 min of contact time at an optimum pH of 6. The Langmuir isotherm model (R2= 0.9899) was found to be fit with the isotherms data. The best kinetic model fit for adsorption of B5 from Nano adsorbent was found with the pseudo-first-order model (R2=0.9999).

منابع و مأخذ:

[1] R. Mittermayr, A. Kalman, M. J. Trisconi & O. Heudi, "Determination of Vitamin B5 in a range of fortified food products by reversed-phase liquid chromatography–mass spectrometry with electrospray ionization", Journal of Chromatography A, vol. 1032, pp. 1-6, (2004.

 

[2] T. J. Hudsonx & R. J. Allen, "Determination of pantothenic acid in multivitamin pharmaceutical preparations by reverse-phase high-performance liquid chromatography", Journal of Pharmaceutical Sciences, vol. 73, pp. 113-115, 1984.

 

[3] D. Wirkus, A. Jakubus, R. Owczuk, P. Tepnowski & M. Paszkiewicz, "Development and application of novelty pretreatment method for the concurrent quantitation of eleven water-soluble B vitamins in ultrafiltrates after renal replacement therapy", Journal of Chromatography B, vol. 1403, pp.  228-234, 2017.

 

[4] T. S. Hudson, S. Subramanian & R. J. Allen, "Determination of pantothenic acid, biotin, and vitamin B12 in nutritional products", Association of Official Analytical Chemists, vol. 67, pp. 994-998, 1984.

 

[5] M. Faraji, Y. Yamini & M. Rezaee, "Magnetic Nanoparticles: Synthesis, Stabilization, Functionalization, Characterization, and Applications", Iranian Chemical Society Journal, vol. 1, pp. 1-37, 2010.

 

[6] م. محمدعلیزاده هنجنی، ا. قاسمی و ا. منشی، "تأثیر دمای سنتز بر ویژگی­های نانو ذرات مغناطیسی اکسید آهن در روش همرسوبی"، فصلنامه فرآیندهای نوین در مهندسی مواد، دوره 6، شماره 3، صفحه 89-77، 1391.

 

[7] S. Xue, Y. Xiao, G. Wang, J. Fan, K. Wan, Q. He, M. Gao & Z. Miao, "Adsorption of heavy metals in water by modifying Fe3O4 nanoparticles with oxidized humic acid", Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, vol. 5, pp. 126333, 2021.

 

[8] ش. طهماسبی، ر. ابراهیمی کهریزسنگی، ع. قاسمی و ا. قاسمی، "ارزیابی اثر جانشانی کاتیون روی بر جذب مایکروویو، خواص ساختاری و مغناطیسی فریت نیکل سنتز شده به روش سل- ژل"، فصلنامه فرآیندهای نوین در مهندسی مواد، دوره 14، شماره 3، صفحه 50-41، 1399.

 

[9] E. Sadati Behbahani, K. Dashtian & M. Ghaedi, "Fe3O4-FeMoS4: Promise magnetite LDH-based adsorbent for simultaneous removal of Pb (II), Cd (II), and Cu (II) heavy metal ions", Journal of Hazardous Materials, vol. 410, pp. 124560, 2021.

 

[10] S. Bano, S. Nazir, A. Nazir, S. Munir, T. Mahmood, M. Afzal, F. L. Ansari & K. Mazhar, "Microwave-assisted green synthesis of superparamagnetic nanoparticles using fruit peel extracts: surface engineering, T2 relaxometry, and photodynamic treatment potential", International Journal of Nanomedicine, vol. 11, pp. 3833-3848, 2016.

 

[11] Y. Yao, C. Xu, J. Qin, F. Wei, M.  Rao & S. Wang, "Synthesis of Magnetic Cobalt Nanoparticles Anchored on Graphene Nanosheets and Catalytic Decomposition of Orange II", Industrial & Engineering Chemistry Research, vol. 52, pp. 17341-17350, 2013.

 

[12] K. Pielichowski & K. Pielichowska, "Chapter 11-Polymer Nanocomposites", Handbook of Thermal Analysis and Calorimetry, vol. 6, pp. 431-485, 2018.

 

[13] S. Hooshmand Zaferani, "1 - Introduction of polymer-based nanocomposites", Polymer-based Nanocomposites for Energy and Environmental Applications, pp. 1-15, 2018.

 

[14] M. Ahmadzadeh Tofighy & T. Mohammadi, "5–Carbon nanotubes-polymer nanocomposite membranes for pervaporation", Polymer Nanocomposite Membranes for Pervaporation, pp. 105-133, 2020.

 

[15] V. K. Gupta & A. Nayak, "Cadmium removal and recovery from aqueous solutions by novel adsorbents prepared from orange peel and Fe₂O₃ nanoparticles", Chemical Engineering Journal, vol. 180, pp. 81– 90, 2012.

 

[16] I. Langmuir, "The adsorption of gases on plane surfaces of glass, mica and platinum", Journal of the American Chemical Society, vol. 40, pp. 1361–1403,1918.

 

[17] H. M. F. Freundlich, "Over the Adsorption in Solution", The Journal of Physical Chemistry, vol. 57, pp. 385-471, 1906.

 

[18] A. B. Albadarin, M. Charara, B. M. A. Tarboush, M. N. M. Ahmad, T. A. Kurniawan & N. Mu, "Mechanism analysis of tartrazine biosorption onto masau stone, a low cost byproduct from semi-arid regions". Journal of Molecular Liquids, vol. 242, pp. 478-483, 2017.

 

[19] V. K. Gupta, S. Agarwal, A. K. Bharti, H.Sadegh, "Adsorption mechanism of functionalized multi-walled carbon nanotubes for advanced Cu (II) removal", Journal of Molecular Liquids, vol. 230, pp. 667-673, 2017.

 

[20] T. Manohra Naidu & P. V. Lakshmi Narayana, "Synthesis and Characterization of Fe-TiO₂ and NiFe₂O₄ Nanoparticles and Its Thermal Properties", Journal of Nanoscience and Technology, vol. 5, pp. 769–772, 2019.

 

[21] H. M. Awwad, A. M. Aljeboree, M. N. Al-Baiati & A. F. Alkaim, "Synthesis and Characterization of Nano-composite copolymer: Adsorption and Removal Studies of vitamin B₁₂ from Aqueous Solutions", 2021, IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. 790 012057

 

[22] Z. Guo, G. Zhu, B. Gao, D. Zhang, G. Tian, Y. Chen, W. Zhang & S. Qiu, "Adsorption of vitamin B₁₂ on ordered mesoporous carbons coated with PMMA", Carbon, vol. 43, pp. 2344-2351, 2005.

 

[23] C. Liu, S. Wang, Z. Rong, X. Wang, G. Gu & W. Sun, "Synthesis of structurally stable MCM-48 using mixed surfactants as co-template and adsorption of vitamin B₁₂ on the mesoporous MCM-48", Journal of Non-Crystalline Solids, vol. 356, pp. 1246–1251, 2010.