28644

تهيه نانوكامپوزيت زيستي لوفاي اصلاح‌شده با هيدروكسيدهاي لايه دوگانه (Ni-Al) جهت حذف آلاينده ضدالتهاب غيراستروئيدي ايبوپروفن از محيط آبي

كارشناسي ارشد

شيمي تجزيه

1399

1402/4/25

دكتر افسانه ملاحسيني

شيمي

در سال‌هاي اخير با افزايش جمعيت و توسعه شهرنشيني، تركيبات دارويي به يكي از عوامل اصلي آلاينده منابع آبي تبديل شده‌اند. روش‌هاي مختلفي براي حذف اين آلاينده‌ها از منابع آبي وجود دارد كه فرآيند جذب سطحي بدليل طراحي ساده، مقرون به صرفه بودن و اثربخشي بالا از مرسوم‌ترين روش‌ها مي‌باشد. در اين پايان‌نامه به جذب داروي ايبوپروفن با استفاده از جاذب طبيعي لوفاي اصلاح‌شده با پلي‌پيرول و هيدروكسيد‌هاي لايه دوگانه (Luffa/ppy/LDH) پرداخته شده است. خصوصيات Luffa/ppy/LDH با آناليز‌هاي ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM)، طيف‌سنجي پراكندگي انرژي پرتو ايكس (EDAX)، طيف‌سنجي تبديل فوريه مادون قرمز (FT-IR) و پراش پرتو ايكس (XRD) بررسي شد. اثر پارامترهاي مؤثر بر بازده حذف مانند زمان تماس، غلظت آلاينده، مقدار جاذب، pH، سرعت هم‌زدن و دما مورد مطالعه قرار گرفت. بهينه‌سازي به كمك روش كلاسيك يك متغير در زمان و طراحي آزمايش انجام شد. نتايج بدست آمده بيانگر اين بود كه در 5=pH غلظت اوليه آلاينده 100 ميلي‌گرم بر ليتر و مقدار جاذب 150 ميلي‌گرم در مدت زمان 60 دقيقه بيشترين ميزان حذف ممكن رخ مي‌دهد. سرعت 100 دور بر دقيقه بهترين حالت هم‌زدن و دماي 25 درجه سلسيوس به عنوان دماي بهينه انتخاب شد. مطالعات ترموديناميكي بيانگر گرمازا بودن فرآيند مي‌باشد. داده‌هاي بدست آمده با الگوي همدماي تمكين مطابقت دارند و نتايج سينتيكي نيز بيانگر اين است كه الگوي ايلوويچ كنترل‌كننده سرعت فرآيند جذب دارو مي‌باشد. با توجه به نتايج بدست آمده ظرفيت جذب 44٫31 ميلي‌گرم بر گرم بوده و 99 درصد از دارو تحت شرايط بهينه در محلول آبي حذف شده است. در نهايت مي‌توان نتيجه گرفت كه نانوكامپوزيت زيستي Luffa/ppy/LDH در اين پايان‌نامه، جاذب مناسبي براي حذف داروي ايبوبروفن از محلول آبي مي‌باشد.

1402/06/12

Preparation of modified luffa bio-nanocomposite with layered double hydroxides (Ni-Al) for the removal of non-steroidal anti-inflammatory drug (ibuprofen) from aqueous media

7/15/2024 12:00:00 AM

In recent years, with the increase in population and urbanization, pharmaceutical compounds have become one of the main pollutants of water resources. Various methods exist for removing these pollutants from water resources, and adsorption is one of the most common methods due to its simplicity, cost-effectiveness, and high efficiency. In this thesis, luffa was modified with polypyrrole and layered double hydroxide (Ni-Al) for the removal of ibuprofen. The properties of Luffa/ppy/LDH were examined using scanning electron microscopy (SEM), energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDAX), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), and X-ray diffraction (XRD). The effect of various parameters on the ibuprofen removal, such as contact time, ibuprofen concentration, adsorbent dosage, pH, stirring rate, and temperature, were studied. Optimization was carried out using the classic one-at-a-time method and design expert application. The results showed that the highest possible removal efficiency occurs at pH =𝟧, initial ibuprofen concentration of 𝟣𝟶𝟶 mg/L, and adsorbent dosage of 𝟣𝟧𝟶 mg in a contact time of 𝟨𝟢 minutes. Stirring rate of 𝟣𝟶𝟶 rpm was determined to be the optimum condition, and a temperature of 𝟤𝟧 Celsius was selected as the optimal temperature. Thermodynamic studies showed that the process is exothermic. The obtained data conforms to the temkin isotherm model, and the kinetic results indicate that the drug adsorption process follows the Elovich kinetic model. Based on the results, the adsorption capacity was found to be 𝟦𝟦.𝟥𝟣mg/g, and ꝮꝮ% of ibuprofen was removed from the aqueous solution under optimal conditions. Finally, it can be concluded that the Luffa/ppy/LDH bionanocomposite is a suitable adsorbent for removing ibuprofen from aqueous solutions.

لوفا , جذب , ايبوپروفن , هيدروكسيد لايه دوگانه

Luffa , ibuprofen , adsorption , Layered double hydroxide

Soheil Tavassoli

Dr. Afsaneh Mollahosseini