بررسی حذف داروی دیکلوفناک سدیم از محیط آبی به کمک زئولیت طبیعی کلینوپتیلولیت اصلاح‎شده با ماده سطح‎فعال کاتیونی هگزادسیل‌تری‌متیل‌آمونیم برمید

پژوهش های کاربردی در شیمی

مقاله 6، دوره 14، شماره 3، مهر 1399، صفحه 39-51   

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

رضا نودهی¹؛ احمد رهبر کلیشمی^{* 2}

¹کارشناس ارشد مهندسی شیمی، فرایندهای جداسازی، دانشکده مهندسی شیمی، نفت و گاز، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران

²دانشیار مهندسی شیمی، فرآیندهای جداسازی، دانشکده مهندسی شیمی نفت و گاز، دانشگاه علم و صنعت ایران

چکیده

زئولیت­ها، آلومینوسیلیکات­های بلوری و آبدار فلزهای قلیایی و قلیایی خاکی هستند که به دلیل ساختار شیمیایی و سطح ویژه مناسب، برای حذف و جداسازی انواع متفاوتی از آلایند­های دارویی به‎کارگرفته می‎شوند. ابتدا، زئولیت طبیعیکلینوپتیلولیت با آسیاب توپی پودر و با ماده سطح‎فعال کاتیونی هگزادسیل­تری­متیل­آمونیم برمید، سطح آن اصلاح شد. نمونه اصلاح‎شده برای حذف داروی آنیونی دیکلوفناک سدیم از محیط آبی با روش­های فلورسانس پرتو ایکس،طیف­سنجی فروسرخ تبدیل فوریه، میکروسکوپی الکترونی روبشی،پراش پرتو ایکس و آزمون BET شناسایی شد. برپایه آزمون BET مقدار سطح ویژه، متوسط قطر حفره­ها و حجم کل حفره­ها نمونه به ترتیب m²/g 12،  nm 55/31 و cm³/g 094/0 به­دست آمد. شرایط محیط آبی با انحلال مقادیر مشخص از داروی دیکلوفناک سدیم در آب مقطر به‎دست آمد. با افزودن اسید و باز یک مولار، pH محیط تغییر می‌کند. نتایج نشان داد که بررسی عامل­های محیطی مانند مقدار جاذب مصرفی، زمان تماس، pH، دما و غلظت اولیه محلول در بازدهی حذف دارو موثر هستند. همچنین، داده­های آزمایشگاهی فرایند جذب دیکلوفناک با مدل هم­دمای لانگمویر و سینتیک شبه مرتبه دوم تطابق بیشتری داشت. برپایه هم­دمای لانگمویر، با مقدار جاذب 2 گرم در لیتر، pH برابر با 9، زمان تماس برابر با 180 دقیقه و غلظت اولیه ppm 200، حداکثر ظرفیت جذب در دمای °C ۲۵ به mg/g 364/34 رسید. در نهایت، نتایج بررسی‌های سامانه‌های ناپیوسته نشان داد که زئولیت طبیعی اصلاح‌شده به‌عنوان جاذب‌های ارزان قیمت قادر به حذف داروی دیکلوفناک از محیط آبی است. 

کلیدواژه‌ها

جذب سطحی؛ زئولیت؛ اصلاح سطحی؛ حذف دیکلوفناک سدیم

مراجع

[1]Cherik, D.; Benali, M.; Louhab, K.; World Scientific News10, 116-144.2015.

[2]Giri, A.S.; Golder, A.K.; Groundwater for Sustainable Development 7, 343-347.2018.

[3]Elmolla, E.S.; Chaudhuri, M.;  Desalination256)1-3(, 43-47, 2010.

[4] Yilmaz, B.; Ciltas, U.; Journal of Pharmaceutical Analysis 5(3), 153-160.2015.

[5] Perisic, D.J.; Gila, V.; Stankov, M.N.; Katancic, Z.; Kusic, H.; Stangar, U.L.; Dionysiou, D.D.; Bozic, A.L.; Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry 321, 238-247, 2016.

[6] Vieno, N.; Sillanpää, M.; Environment international 69, 28-39, 2014.

[7] Lee, S.H.; Kim, K.H.; Lee, M.; Lee, B.D.; Journal of Water Process Engineering 31, 100828, 2019.

[8] Lonappan, L.; Rouissi, T.; Liu, Y.; Brar, S.K.; Surampalli, R.; Journal of Environmental Chemical Engineering 7(1), 102894.2019

[9] Li, S.; Cui, J.; Wu, X.; Zhang, X.; Hu, Q.; Hou, X.; Journal of Hazardous Materials 373, 408-416, 2019.

[10] Daniele, G.; Fieu, M.; Joachim, S.; James-Casas, A.; Andres, S.; Baudoin, P.; Bonnard, I.; Geffard, A.; Vulliet, F.; Talanta 155, 1-7.2016.

[11] Cantarella, M.; Carroccio, S.C.; Dattilo, S.; Avolio, R.; Privitera, V.;Chemical Engineering Journal 367, 180-188, 2019.

[12] Dos Santos, J.M.; Pereira, C.R.; Foletto, E.L.; Dotto, G.L.; International Journal of Biological Macromolecules 131, 301-308, 2019.

[13] Viotti, P.V.; Moreira, W.M.; Dos Santos, O.A.A.; Bergamasco, R.; Vieira, A.M.S.; Vieira, M.F.; Journal of Cleaner Production 219, 809-817, 2019.

[14] Landry, K.A.; Boyer, T.H.; Water Research 47(17), 6432-6444, 2013.

[15] Heberer, T.; Toxicology Letters 131(1-2), 5-17, 2002.

[16] Pebdani, A.A.; Shabani, A.M.H.; Dadfarnia, S.; Khodadoust, S.; Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy 147, 26-30, 2015.

[17] Vergil, I.; Journal of Environmental Management 127, 177-187, 2013.

[18] Kerkez-Kuyumcu, Ö.; Bayazit, Ş.S.; Salam, M.A.; Journal of Industrial and Engineering Chemistry 36, 198-205, 2016.

[19] Crini, G.; Bioresource Technology 97(9), 1061-1085, 2006.

[20] Davis, M.E.; Lobo, R.F.; Chemistry of Materials 4(4), 756-768, 1992.

[21] Sepehr, M.N.; Amrane, A.; Karimaian, K.A.; Zarrabi, M.; Ghaffari, H.R.; Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers 45(2), 635-647, 2014.

[22] Shayesteh, H.; Rahbar-Kelishami, A.; Norouzbeigi, R.; Journal of Molecular Liquids 221, 1-11, 2016.

[23] Kamath, B.; Shivram, K.; Analytical Letters 26(5), 903-911, 1993.

[24] Kowalczyk, P.; Sprynskyy, M.; Terzyk, A.P.; Lebedynets, M.; Namieśnik, J.; Buszewski, B.; Journal of Colloid and Interface Science 297(1), 77-85, 2006.

[25] Mollahosseini, A.; Toghroli, M.; Journal of Asian Scientific Research 5(3), 120-125, 2015.

[26] Favvas, E.P.; Tsanaktsidis, C.G.; Sapalidis, A.A.; Tzilantonis, G.T.; Papageorgiou, S.K.; Mitropoulos, A.C.; Microporous and Mesoporous Materials 225, 385-391, 2016.

[27] Kumar, H.; Katal, A.; Rawat, P.; Journal of Molecular Liquids 249, 227-232, 2018.

[28] Sun, K.; Shi, Y.; Wang, X.; Li, Z.; Journal of Hazardous Materials 323, 584-592, 2017.

[29] Chowdhury, S.; Mishra, R.; Saha, P.; Kushwaha, P.; Desalination 265(1-3), 159-168, 2011.

[30] Sepehr, M.N.; Kazemian, H.; Ghahramani, E.; Amrane, A.; Sivasankar, V.; Zarrabi, M. Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers 45(4), 1821-1834, 2014.

[31] Allen, S.; Mckay, G.; Porter, J.F.; Journal of Colloid and Interface Science280(2), 322-333, 2004.

[32] Qiu, H.; Lv, L.; Pan, B.C.; Zhang, Q.J.; Zhang, W.M.; Zhang, Q.X.; Journal of Zhejiang University-Science A 10(5), 716-724, 2009.