22957

بررسي قابليت استفاده از كامپوزيت نانوذرات مغناطيسي آهن/زئوليت/پلي‌پيرول براي حذف داروي ضدالتهابي غيراستروئيدي از منابع آبي

كارشناسي ارشد

محيط زيست

1399

1399/8/29

دكتر حسين غياثي نژاد - دكتر افسانه ملاحسيني

عمران

آلودگي‌هاي محيط زيستي كه نتيجه‌ي سال‌ها اهمال نوع بشر است، به عنوان يكي از مباحث مهم دنياي مدرن مطرح است، دسته مهمي از آلودگي‌ها مربوط به منابع آبي است كه با توسعه شهرنشيني، افزايش جمعيت و پيشرفت نوع بشر در زمينه هاي مختلف همواره منابع آبي محدود با آلاينده‌هاي جديدي آلوده شده است. لذا كنترل آلودگي اين منابع از اهميت زيادي برخوردار است. روش‌هاي متنوعي براي حذف آلاينده‌ها از منابع آبي وجود دارد كه جذب سطحي به كمك جاذب‌هاي طبيعي يكي از روش‌هاي پركاربرد و ارزان است. زئوليت به عنوان ماده‌اي ارزان و فراوان در ايران و كارآمد در تمام زمينه از جمله جذب سطحي همواره مورد توجه قرار گرفته است. در اين مطالعه زئوليت طبيعي كلينوپتيلوليت به كمك نانوذرات پلي‌پيرول و اكسيد آهن مغناطيسي(Fe3O4) اصلاح شد و براي حذف داروي ايبوپروفن از محيط آبي به كار برده شد. اثر پارامترهاي مؤثر بر راندمان حذف نظير دوز جاذب، غلظت آلاينده، pH و... بررسي شد. بهينه سازي فرايند حذف آلاينده به دو روش مورد بررسي قرار گرفت، ابتدا روش كلاسيك تغيير يك متغيير در زمان و در ادامه براي بررسي اثرات متقابل پارامترهاي موثر بر يكديگر از روش مدل‌سازي رايانه اي RSM استفاده شد. در گام نخست به روش يك متغير در زمان پارامترهاي غلظت اوليه، دوز جاذب، زمان، سرعت همزدن،دما و pH بهينه شدند كه درصد حذف ايبوپروفن در غلظت 10ميكروگرم بر ميلي ليتر بيش از 98% است. سرعت همزدن محلول نيز به‌خاطر افزايش احتمال برخورد آلاينده با سطح جاذب تأثير مستقيمي روي راندمان فرايند داشت به‌نحوي‌كه 150 دور بر دقيقه بهينه‌ترين حالت هم زدن بود. با افزايش دما افزايش جذب مشاهده شد كه بيانگر گرماگير بودن فرايند است و دماي 45 درجه سانتيگراد بعنوان دماي بهينه انتخاب شد و pH5 به عنوان pH بهينه انتخاب گرديد. در مرحله دوم آزمايش‌ها به منظور بهينه كردن به كمك رايانه پارامترهاي pH، دما و دور همزن ثابت و مقدار بهينه مرحله پيشين و بدست آمده از روش يك متغير در زمان در نظر گرفته شد و ساير پارامترها (زمان تماس، دور جاذب و غلظت آلاينده) با روش RSM بهينه شدند. نقطه بهينه شده توسط مدل رايانه‌اي نقطه‌اي با ويژگي 18دقيقه زمان فرايند جذب، ميزان جاذب130 ميلي‌گرم و غلظت آلاينده 11 ميكروگرم بر ميلي ليتر با درصد حذف 86 درصد است، علت تفاوت نقطه بهينه در روش كلاسيك و مدل‌سازي رايانه اي بهينه‌كردن تمام پارامترها به صورت هم‌زمان و اثر متقابل پارامترها بريكديگر است.

1399/10/16

Investigation the feasibility of magnetic Fe3O4 nanoparticles/zeolite/polypyrrole composite utilization for removal of nonsteroidal anti-inflammatory drug from aqueous solution

11/19/2020 12:00:00 AM

Environmental pollution has been regarded as serious concern of today world which is occurring due to human ignorance toward environmental matters. Modernization, population growth, and industrialization development might be importance elements of pollutants, that could contaminate water resources. Considering the water shortages along with water pollution, it is highly essential to implement stringent rules over pollution control. There are numerus techniques for the removal of pollutants from aquatic media that among them, adsorption by biomaterials are called as one the most common low – cost method of water and wastewater treatment. Zeolite, as a low – cost natural material, is extensively available in Iran that has been utilized in different applications, including pollutant adsorption. In the current study, natural zeolite clinoptilolite was modified with polypyrrole and magnetic nanoparticles for the removal of ibuprofen from aquatic media. The influence of important parameters, including adsorbent dosage, pollutant concentration, pH, etc was examined. The optimization of the process was conducted by two methods: (I) the first methods was one- factor – at – a time and (II) the second method was done by means of RSM model. In the first step, initial concertation of ibuprofen, adsorbent dosage contact time, agitation speed, temperature and pH was optimized and under optimum conditions the removal efficacy of 98% was achieved. Agitation speed imposed a direct influence of the performance of the system, since it enhanced the collision and interaction between the adsorbent and ibuprofen molecules, resulting in better removal efficiency, 15orpm was found as the best value for agitation speed. Increment in temperature resulted in greater adsorption which is indicative of an endothermic process. The optimum temperature and pH were 45 °C and 5, respectively. In the second step of experiments by design expert, the optimum values of pH, temperature, and agitation speed were set the values found from the former step, however, the other parameters were optimized by SRM. The optimum point was at contact time 18 min, adsorbent dosage 130 mg, and pollutant concertation 11 µg/mL with the maximum removal efficiency of 86%. Such difference is ascribing to the interaction between all parameters simultaneously.

زئوليت , نانوكامپوزيت مغناطيسي , پيرول , جذب , داروهاي ضدالتهابي غيراستروئيدي

zeolite , magnetic nanocomposite , pyrrole , adsorption , nonsteroidal anti-inflammatory drugs