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

فرآیندهای نوین در مهندسی مواد

دوره 16، شماره 2 - شماره پیاپی 61، تیر 1401، صفحه 27-37   

نوع مقاله: علمی-پژوهشی

نویسندگان

سیده غزاله هاشمی پور زواره¹؛ فریبا تدین^{* 2}؛ روح الله کرمی اسبو³

¹کارشناسی ارشد شیمی تجزیه، دانشکده شیمی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال، تهران، ایران.

²دانشیار دانشکده شیمی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال، تهران، ایران.

³استادیار سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، موسسه تحقیقات گیاه پزشکی کشور، بخش تحقیقات بیماری های گیاهان، تهران، ایران.

چکیده

اسید پانتوتنیک (B₅) یکی از مهم‌ترین ویتامین­ها برای زندگی انسان است که در بدن انسان نقش­های متعددی ازجمله ساخت سلول­های 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 می­گیرد. 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 می­نماید. سینتیک واکنش جذب با ضریب رگرسیون بالا (999/0 R²=) توسط مدل شبه درجه اول تأیید شد.

کلیدواژه‌ها

ویتامین B5؛ نانوکامپوزیت مغناطیسی؛ جذب سطحی؛ پوست پرتقال

مراجع

[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.