تهیه نانوچندسازه های سه جزئی آهن صفرظرفیتی-هگزافریت استرانسیم-گرافن برای حذف پادزیست سفتریاکسون از محلول آبی و بهینه‌سازی شرایط با طراحی باکس بنکن

پژوهش های کاربردی در شیمی

مقاله 4، دوره 15، شماره 3، آذر 1400، صفحه 19-32   

نوع مقاله: پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.30495/jacr.2021.685676

نویسندگان

شادان امیری¹؛ محمودرضا سهرابی^{* 2}؛ فرشته مطیعی³

¹دانشجوی دکتری شیمی تجزیه، دانشکده شیمی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال، تهران، ایران.

²استاد تمام شیمی تجزیه، دانشکده شیمی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال، تهران، ایران

³استادیار شیمی کاربردی، دانشکده شیمی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال، تهران، ایران.

چکیده

      در این مطالعه، برای نخستین بار، نانوچندسازه‏ آهن صفر ظرفیتی-‎هگزافریت استرانسیم-گرافن تهیه شد و به عنوان جاذبی برای حذف دارو سفتریاکسون از محیط آبی بررسی شد. جاذب‏های تهیه‎شده با میکروسکوپ الکترونی پویشی (SEM)، طیف­سنجی فروسرخ تبدیل فوریه (FTIR) و پراش پرتو ایکس (XRD) شناسایی شدند. روش سطح پاسخ (RSM) مبتنی بر طراحی باکس بنکن (BBD) برای به­ دست آوردن شرایط بهینه آزمایشگاهی به‎کارگرفته شد. بر این پایه، تاثیر عامل‎هایی مانند مقدار جاذب (05_/0 تا 15_/0 گرم بر لیتر)، pH (5 تا 9) و غلظت اولیه سفتریاکسون (5 تا 15 میلی‏گرم بر لیتر) بر بازده حذف دارو از آب بررسی شد. یک مدل ریاضی برای پیش ‏بینی عملکرد حذف دارو مورد مطالعه قرار گرفت. اهمیت و کفایت مدل با تحلیل وردایی (ANOVA) بررسی شد. نتیجه­ها نشان داد که مدل چند جمله ‏ای درجه دوم یک مدل مناسب و کارآمد برای حذف آلاینده موردنظر از محیط آبی است. سرانجام، طراحی باکس بنکن پیش ‏بینی کرد که مقدار جاذب 15_/0 گرم بر لیتر،  pH برابر با 5، غلظت اولیه دارو 10 میلی‏گرم بر لیتر با بازده 99 %، بهترین شرایط برای حذف داروی سفتریاکسون از محلول آبی است.

کلیدواژه‌ها

سفتریاکسون؛ طراحی باکس بنکن؛ آهن صفر ظرفیتی؛ هگزافریت استرانسیم؛ گرافن

مراجع

[1] Scold, O.; “Antibiotics and Antibiotics Resistance”, Wiley, New Jersey, 2011.

[2] Sayiner, H.S.; Bakir, T.; Kandemirli, F.; Bulgarian Chemical Communications 50, 398 – 404, 2018.

[3] Zhao, Y.; Liang, X.; Wang, Y.; Shi, H.; Liu, E.; Fan, J.; Hu, X.; Journal of Colloid and Interface Science 523, 7-17, 2018.

[4] Pinto, S.; Lanza, G.D.; Ardisson, J.D.; Lago, R.M..; Journal of the Brazilian Chemical Society 30, 1-8, 2018.

[5] Homem, V.; Santos, L.; Journal of Management 92, 2304-2347, 2011.

[6] Khorsandi, H.; Teymori, M.; Aghapour, A.A.; Jafari, S.J.; Taghipour, S.; Bargeshadi, R.; Applied Water Science 9, 81, 2019.

[7] Luiz Tambosi, J.; Felix de Sena, R.; Favier, M.; Desalination 261, 148–156, 2010.

[8] Fatta-Kassinos, D.; Meric, S.; Nikolaou, A.; Analytical and Bioanalytical Chemistry 399, 251-275, 2011.

[9] Simazaki, D.; Fujiwara, J.; Manabe, S.; Matsuda, M.; Asami, M.; Kunikane, S.; Water Science and Technology 58,1129-1135, 2008.

[10] Nasuhoglu, D.; Rodayan A.; Berk, D.; Yargeau, V.; Chemical Engineering Journal 189– 190, 41– 48, 2012.

[11] Davila-Estrada, M.; Ramírez-Garcia, J.J.; Solache-Rios, M.J.; Gallegos-Perez, J.L; Water, Air, & Soil Pollution 229, 123, 2018.

[12] Arya, V.; Philip, L.; Microporous and Mesoporous Materials 232, 273-280, 2016.

[13] Teixeira, S.; Delerue-Matos, C; Santos, L; Science of the Total Environment. 646,168–176, 2019.

[14] Ribeiro de Sousa, D.N.; Insa, S.; Aparecido Mozeto, A.; Petrovic, M; Faheina Chaves, T; Sergio Fadini, P.; Chemosphere 205, 137-146, 2018.

[15] Zhang, S.; Dong, Y.; Yang, Z.; Yang, W.; Wu, J.; Dong, C.; Chemical  Engineering Journal 304, 325–334, 2016.

[16] Al-Khateeb, L.A.; Almotiry, S.; Abdel Salam, M.; Chemical Engineering 248, 191–199, 2014.

[17] Li, J.; Dou, X.; Qin, H.; Sun, Y.; Yin, D.; Guan, X.; Water Research 148, 70-85, 2019.

[18] Xiaoshu, L.V.; Yunjun, H.; Jie, T.; Tiantian, S.; Guangming, J.; Xinhua, X..; Chemical Engineering Journal 218, 55-64, 2013.

[19] Tang, X.; Wang, Y.M.; Luo, Z.; Wang, L.S.; Hong, R.Y.; Feng, W.G.; Progress in Organic Coatings 75, 124–130, 2012.

[20] Ashiq, M.N.; Qureshi, R.B.; Malana, M.A.; Ehsan, M.F; Journal of Alloys and Compounds 651, 266-272, 2015.

[21] Shi, L.; Yang, J.; Huang, Z.; Li, J.; Tang, Z.; Li, Y.; Applied Surface Science 276, 437-246, 2013.

[22] Bezerra, M.A.; Santelli, R.E.; Oliveira, E.P.; Villar, L.S.; Escaleira, L.A; Talanta 76, 965-977, 2008.

[23] Hasani, K.; Peyghami, A.; Moharrami, A.; Vosoughi, M.; Dargahi, A.; Arabian Journal of Cchemistry 13, 6122-6139, 2020.

[24] Ferreira, S.L.C.; Bruns, R.E.; Ferreira, H.S.; Matos, G.D.; Analytica Chimica Acta 597, 179-186, 2007.

[25] Kumar Sahoo, J.; Konar, M.; Rath, J.; Kumar, D.; Sahoo, H.; Separation Science and Technology 55, 2-17, 2019.

[26] Acik, M.; Lee, G.; Mattevi, C.; Pirkle, A.; Wallace, R.M.; Chhowalla, M.; The journal of Physical Chemistry 115, 19761-19781, 2011.

[27] Kumari, S.; Mankotia, D.; Chauhan, G.S; Journal of Environmental Chemical Engineering 4, 1126-1136, 2016.

[28] Gong, W.; Zhang, Y.; Zhang, Y.J.; Xu, G.; Wei, X.; Lee, K..; Journal of Central South University 14, 196–201, 2007.

[29] Sohrabi, M.R.; Amiri, S.; Fard Masoumi, H.R.; Moghri, M.; Journal of Industrial and Engineering Chemistry 20, 2535-2542, 2014.

[30] Kong, S.; Zhang, P.; Wen, X.; Particuology 6, 185-190, 2008.

[31] Rattana, T.; Chaiyakun, S.; Witit-anun, N.;  Nuntawong, N.; Chindaudom, P.; Oaew, S.; Kedkeaw, C.; Limsuwan, P.; Procedia Engineering 32, 759 – 764, 2012.

[32] Lerf, A.; He, H.; Forster, M.; Klinowski, J.; The Journal of Physical Chemistry B. 102, 4477-4482, 1998.

[33] Hessien, M.M.; Rashad, M.M.; El-Barawy, K.; Journal of Magnetism and Magnetic Material 320, 336-343, 2008.

[34] Nikzad, A.; Ghasemi, A; Kavosh Tehrani, M.; Gordani, G.R.; Journal of Superconductivity and Novel Magnetism 28, 3579–3586, 2015.

[35] Monshi, A.; Foroughi, M.R.; Monshi, M.R.; World journal of Nano Science and Engineering 2, 154-160, 2012.

[36] Su, C.Y.; Xu, Y.; Zhang, W.; Zhao, J.; Tang, X.; Tsai, C.H; Chemistry of Material 21, 5674-80, 2009.

[37] Sabouri, M.R.; Sohrabi, M.R.; Zeraatkar Moghaddam, A.; cChemistry Select 5, 369-378, 2020.

[38] Oliveira, L.M.; Nascimento, M.A.; Guimaraes, Y.; Oliveira, A.F.; Silva, A.A.; Lopes, R.P.; Journal of the Brazilian Chemical Society 29, 1630-1637, 2018.

[39] Wu, Y.; Liu, W.; Wang, Y.; Hu, X.; He, Z.; Chen, X.; Zhao, Y.; International Journal of Environmental Research and Public Health 15, 2652, 2018.

[40] Vecchio, P.; Haro, N.; Souza, F.; Marcílio, N.; Féris, L.A.; Water Science & Technology 79, 2013–2021, 2019.

[41] Samarghandi, M.R.; Asgari, G.H.; Shokoohi, R.; Dargahi, A.; Arabkouhsar, A.; Desalination and Water Treatment 152, 306–315, 2019.