Journal of Environmental Health Engineering

fa بررسی کارایی نانوکامپوزیت P4VP-Fe3O4 در حذف آلاینده دیکلوفناک از محیط های آبی Evaluation of the efficiency of P4VP-Fe3O4 nanocomposite on the removal of diclofenac from aqueous solutions تخصصي Special پژوهشي Research زمینه و هدف: داروهای غیراستروئیدی ضدالتهابی(NSAIDs) به طور گسترده برای درمانهای مختلف از جمله اختلالات التهابی، تسکین درد و تب مورد استفاده قرار گرفته که حضور دائمی این ترکیبات در محیطهای آبی و اثرات سوء احتمالی ناشی از خصوصیات سم شناسی و شیمیایی آنها بسیار مورد توجه می باشد. هدف این مطالعه بررسی کارایی نانوکامپوزیت P4VP-Fe3O4 در حذف آلاینده دیکلوفناک از محیط های آبی می باشد. روش کار: ویژگیهای جاذب با تکنیکهای TEM،  SEM، VSM و FTIR تعیین گردید.اثر متغیرهای مستقل نظیر pH (3-9)، دوز جاذب (g/L 0.1-2)، غلظت آلاینده (mg/L 2-20)، دور اختلاط (rpm 100-250)، دما (0C25-40) و حضور یونهای مداخلهگر در زمان های متغیر (طی مدت min 120) مورد بررسی قرار گرفت. فرایند جذب با استفاده از مدلهای ایزوترمی لانگمیر - فروندلیچ – تمکین، مدلهای سینتیک فرآیند جذب مانند معادلات شبه درجه اول و دوم، درون ذرهای و همچنین مطالعات ترمودینامک مدل سازی گردید. یافته ها: نتایج مطالعه نشان داد با بررسی اندازه و شکل کامپوزیت  P4VP-Fe3O4 این کامپوزیت ویژگیهایی چون سایز در محدوده نانو ، ساختاری چند ضلعی و شکلی غیر یکنواخت را دارا میباشند. پیک حلقه پیریدین در نتایج آنالیز FT-IR کامپوزیت P4VP@Fe3O4، نشان دهنده حضور باندهای  C=C بود. در فرآیند جذب، شرایط بهینه حذف دیکلوفناک) غلظت آلایندهmg/L  15، 5=pH  ، زمان تماسmin  75، دوز جاذب g/L 1) حداکثر راندمان حذف دیکلوفناک 93.34% و ظرفیت جذب (qe) mg/g  33/9 بدست آمد. همچنین مطالعه ایزوترم و سینتیک جذب نشان داد که جذب دیکلوفناک از ایزوترم  فروندلیچ (956/0 <R2 ) و مدل سینتیکی شبه درجه دوم (976/0<R2  ) تبعیت میکند. نتایج ترمودینامک نیز بیانگر یک واکنش گرماده و خود به خودی بود. نتیجهگیری: کامپوزیت  P4VP-Fe3O4  به دلیل دارا بودن مزایایی چون جداسازی ساده و سریع، قابل بازیافت، مقرون به صرفه و راندمان حذف بالا میتواند به عنوان یک جاذب موثر و مفید در جذب دیکلوفناک و ترکیبات دارویی از محیطهای آبی مورد استفاده قرار بگیرد. <div style="margin-left:42.55pt;">Nonsteroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs) have been widely used in various treatments including inflammatory disorders, pain relief and fever. The permanent presence of these compounds in water resources and possible adverse effects due to toxicological and chemical properties is very important. The aim of this study was to evaluate of the efficiency of P4VP-Fe3O4 nanocomposite on the removal of diclofenac from aqueous solutions. Methods: Adsorbent properties were determined by TEM, SEM, VSM and FTIR techniques. Effect of independent variables such as pH (3-9), adsorbent dose (0.1-2 g/L), contaminant concentration (2-20 mg/L), mixing speed (100-250 rpm), temperature (25-40°C) and the presence of interfering ions (120 min) were investigated. The adsorption process was evaluated using Langmuir, Freundlich, Tamkin isotherm models, and kinetic models of the adsorption process as well as thermodynamic studies. Results: Results showed that by examining the size and shape of P4VP-Fe3O4 composite, the composite had properties such as nano range size, polygonal structure and non-uniform shape. The peak of the pyridine ring in the results of FT-IR analysis of P4VP@Fe3O4 composite indicated the presence of C=C bands. In the adsorption process, the optimal removal conditions for diclofenac (contaminant concentration 15 mg/L, pH=5, contact time 75 min, adsorbent dose 1 g/L), the maximum removal efficiency of diclofenac 93.34% and adsorption capacity (qe) 9.33 mg/g was obtained. Also, the study of adsorption isotherm and kinetics showed that diclofenac adsorption followed Freundlich isotherm (R2 <0.956) and quasi-quadratic kinetic model (R2 <0.976). The results of thermodynamics also showed a spontaneous reaction. Conclusion: P4VP-Fe3O4 composite can be used as an effective and useful adsorbent in the adsorption of diclofenac and pharmaceutical compounds from aqueous media due to its advantages such as simple and fast separation, recyclable, cost-effective and high removal efficiency.</div> جذب سطحی, کامپوزیت P4VP-Fe3O4, داروهای غیر استروئیدی ضدالتهابی (NSAIDs), دیکلوفناک, محلول آبی. Adsorption, P4VP-Fe3O4 composite, Non-steroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs), Diclofenac, Aqueous solution. 425 449 http://jehe.abzums.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-25-133&slc_lang=fa&sid=1 Sakineh Mollai Tavani سکینه ملایی توانی 10031947532846006504 10031947532846006504 No M.Sc of Environmental Health Engineering, Faculty of Health, Alborz University of Medical Sciences, Karaj, Iran کارشناسی ارشد مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی البرز، کرج، ایران Emad Dehghanifard عماد دهقانی فرد 10031947532846006505 10031947532846006505 Yes Assistant Professor, Department of Environmental Health Engineering, Faculty of Health, Iran University of Medical Sciences, Tehran, Iran استادیار گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی ایران، تهران، ایران. Mohammad Rafiee محمد رفیعی 10031947532846006506 10031947532846006506 No Assistant Professor, Department of Environmental Health Engineering, Faculty of Health, Shahid Beheshti University of Medical Sciences, Tehran, Iran استادیار گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی، تهران، ایران. Seyed Jamal Tabatabai Rezaei سید جمال طباطبایی رضائی 10031947532846006507 10031947532846006507 No Assistant Professor, Department of Chemistry, Faculty of Science, Zanjan University, Zanjan, Iran استادیار گروه شیمی، دانشکده علوم، دانشگاه زنجان،زنجان، ایران