23152

ميزان حذف آلاينده‌هاي ضدالتهاب غير استروئيدي از محيط آبي با استفاده از كامپوزيت هيدروكسيدهاي لايه¬اي دوگانه

كارشناسي ارشد

مهندسي محيط زيست

1399

1399/08/29

دكتر حسين غياثي نزاد - دكتر شهرزاد جوانشير

عمران

در دهه‌هاي اخير حضور تركيبات دارويي به عنوان طيف جديدي از آلاينده‌ها در محيط‌هاي آبي شناسايي شده است كه عمده‌ترين منابع توليد آن فرآيندهاي ساخت دارو و فاضلاب‌هاي شهري مي‌باشند. تاكنون روش‌هاي متفاوتي براي حذف اين آلاينده‌ها از محيط آبي استفاده شده است. استفاده از فرآيندهاي جذب به دليل طراحي عملياتي منعطف و ساده، ارزش اقتصادي بالا و اثربخشي زياد براي آلاينده‌هاي دارويي مورد توجه قرارگرفته است. امروزه مواد مختلفي براي حذف آلاينده‌هاي دارويي شامل مواد كربني، ساختارهاي فلز-آلي‌، مواد معدني خاك رس، زئوليت‌ها و... استفاده مي‌شوند. به‌تازگي پژوهش‌هاي فراواني در زمينه‌ي بررسي عملكرد مواد معدني خاك رس و تركيبات لايه‌اي شامل هيدروكسيدهاي لايه‌اي دوگانه (LDH) به عنوان جاذب‌هاي محيط آبي صورت گرفته است. هيدروكسيدهاي لايه‌اي دوگانه دسته‌اي ازتركيبات لايه‌اي هستند كه با نيروهاي واندروالسي يك شبكه كريستالي را تشكيل مي‌دهند. اين مواد از لايه‌هاي بروسيت با بار مثبت و آنيون‌ها و آب در فضاي بين لايه‌اي تشكيل شده‌اند. در اين پژوهش، يك نانوكامپوزيت مغناطيسي از هيدروكسيدهاي لايه‌اي دوگانه كه حاوي يك سطح فعال رامنوليپيد مي‌باشند، تهيه شد. نانوكامپوزيت به روش تركيبي همرسوبي و امواج فراصوت با استفاده از نانو ذرات اكسيد آهن سنتز شده و به منظور جذب آلاينده‌ي دارويي ضدالتهاب غيراستروئيدي ايبوپروفن از محيط آبي مورد بررسي قرارگرفت. خصوصيات نانو كامپوزيت با استفاده از آناليزهاي ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM)، پراش اشعه ايكس (XRD)، طيف سنجي مادون قرمز (FT-IR)، ميكروسكوپ الكتروني عبوري (TEM)، مغناطيس سنج نمونه ارتعاشي (VSM) بررسي شد. جهت تعيين تعداد آزمايش‌هاي لازم به منظور شناسايي شرايط بهينه جذب از نرم‌افزار طراحي آزمايش استفاده شد. باتوجه به داده‌هاي ورودي به نرم افزار، به تعداد 28 آزمايش انجام شد. تمامي آزمايش‌ها در حجم 20 ml و با غلظت 80 ppm انجام گرديد. بيشترين مقدار ظرفيت جذب براساس مدل ايزوترم جذب لانگموير 200.09 mg/g به دست آمد و مدل سينتيكي شبه مرتبه دوم بيشترين مطابقت را با داده‌هاي تجربي داشت. نانوجاذب‌هاي سنتزشده به دليل ماهيت مغناطيسي پس از فرآيند جذب به آساني از محيط جدا شده و قابليت استفاده مجدد دارند.

1399/10/17

Removel Rate Assessment of Non-esteroidal Anti-inflammatory Pollutants from the Aquatic environment By using Layered Double Hydroxide Composite

11/19/2020 12:00:00 AM

In recent decades, medicinal compounds have been identified as a new range of pollutants in aquatic environments, the primary sources of drug manufacturing processes, and municipal wastewater. So far, different methods have been used to remove these pollutants from the aquatic environment. The use of adsorption processes has been considered due to its flexible and straightforward operational design, high economic value, and high effectiveness for drug contaminants. Today, various materials are used to remove pharmaceutical contaminants, including carbonaceous materials, metal-organic structures, clay minerals, zeolites, etc. Many studies have recently been conducted to investigate the performance of clay minerals and layered compounds, including layered double hydroxide (LDH) as adsorbents in the aquatic environment. Layered double hydroxide is a class of layered compounds that form a crystalline lattice with van der Waals forces. These materials are composed of positively charged brucite-type layers, and anions and water molecules are located in the interlayer space. In this study, a magnetic nanocomposite was prepared from layered double hydroxide containing a rhamnolipid surfactant. The nanocomposite was synthesized by the combined method of co-precipitation and ultrasound waves with iron oxide nanoparticles and was investigated for the non-steroidal anti-inflammatory drug's adsorption ibuprofen from the Aquatic environment. The characterization of the resulting nanocomposite was studied by scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), infrared spectroscopy (FT-IR), transmission electron microscopy (TEM), and vibrating sample magnetometer (VSM) measurements. Design expert software was used to determine the number of necessary tests to identify the optimal adsorption conditions. According to the input data to the software, 28 experiments were performed. All experiments were performed in a volume of 20 ml, with a concentration of 80 ppm. The highest adsorption capacity was obtained based on the Langmuir adsorption isotherm model of 200.09 mg / g, and the pseudo-second-order model was the most consistent with the experimental data. Due to their magnetic properties, the synthesized nano adsorbents are easily separated from the aquatic environment after the adsorption process and can be reused.

هيدروكسيدهاي لايه‌اي دوگانه، نانوكامپوزيت مغناطيسي، جذب، داروهاي ضدالتهاب غيراستروئيدي

layered double hydroxide; magnetic nanocomposite; adsorption; non-steroidal anti-inflammatory drug.