سنتز كامپوزيت اتيلن گلايكول- نانوذره آهن-مونت موريلونيت جهت جذب و تخريب تتراسايكلين در محيط هاي آبي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي معدن

كارشناسي ارشد

معضل اساسي آنتي‌بيوتيك‌ها، توانايي افزايش مقاومت ضدميكروبي است كه پس از دفع شدن در محيط زيست سبب به وجود آمدن بيماري هاي مقاوم به آنتي‌بيوتيك‌هاي فعلي مي شوند. يكي از پركاربرد ترين آنتي‌بيوتيك‌ها، تتراسايكلين مي باشد كه. يكي از پركاربرد ترين راه هاي حذف آن از محيط آبي استفاده از جاذب هاست. مونت موريلونيت از دسته رس هايي است كه به عنوان يك جاذب طبيعي ارزان و در دسترس براي جذب تتراسايكلين كاربرد دارد. نانوذرات آهن صفرظرفيتي(nZVI) به دليل داشتن ساختار و ويژگي هاي منحصر به فرد به عنوان يك جاذب و كاتاليزور در فرايند تخريب فوتوكاتاليستي مورد استفاده قرار گرفته است. با اين حال، استفاده از آن با مشكلاتي چون كاهش واكنش پذيري، طول عمر كوتاه، اكسيداسيون، تشكيل رسوب، محدوديت جذب آلاينده هاي آلي، تجمع يافتن ذرات و در نتيجه كاهش سطح ويژه، كاهش جذب و تحرك و درنتيجه كاهش بازده است. براي غلبه بر اين مشكلات، مي توان از مواد طبيعي يا سنتز شده مانند كاني هاي رسي به ويژه مونت موريلونيت به عنوان بستري براي nZVI استفاده كرد كه پراكندگي، پايداري و واكنش‌پذيري بهتر و همچنين ظرفيت حذف عالي آلاينده‌ها را نشان مي‌دهد. همچنين براي جلوگيري از تجمع و اكسيداسيون مي توان از ماده پوشش دهنده اتيلن گلايكل استفاده كرد. علاوه بر اين، وجود اتيلن گلايكل به ميزان قابل توجهي واجذبي را كاهش ميدهد. در اين پژوهش، مونت موريلونيت خالص سازي شده و به منظور فعال سازي آن از روش سديمي كردن توسط سديم نيترات استفاده شد. سپس، از روش كاهش فاز مايع براي سنتز جاذب هاي EG-nZVI-Mt و nZVI-Mt استفاده شد. به منظوركاهش مقاومت باكتريايي، ظرفيت جذب و مكانيزم جذب تتراسايكلين توسط EG-nZVI-Mt (g/L 2/0) و ساير جاذب ها (Mt، Na-Mt، EG-Mt و nZVI-Mt) با محلول غلظت هاي مختلف تتراسايكلين (ppm 50، 100، 200، 400، 700 و 1000) در pH برابر با 5/6 بررسي شد. مدل‌سازي سينتيكي جذب نشان داد كه فرآيندهاي جذب مي‌توانند به خوبي با معادله شبه مرتبه دوم و مدل انتشار بين ذره اي برازش شود. نتايج جذب نشان داد كه افزورن nZVI باعث افزايش ميزان جذب به ميزان بيش از 2 برابر شد. براي همه جاذب¬ ها، جذب در ابتدا با سرعت بسيار بالاتر رخ داد و بعد از گذشت زمان مشخص به حداكثر ظرفيت خود رسيد. طيف سنجي فلورسانس پرتوايكس (XRF)، پراش پرتو اشعه ايكس (XRD)، ميكروسكوپ الكتروني عبوري (TEM)، ميكروسكوپ الكتروني روبشي با طيف سنجي پراش انرژي پرتو ايكس (FESEM/EDX)، طيف‌سنجي مادون قرمز تبديل فوريه (FT-IR) و طيف‌ سنجي پلاسماي جفت‌ شده القايي (ICP) براي بررسي تركيب و ساختار جاذب هاي ساخته شده استفاده شد. حداكثر ظرفيت جذب تتراسايكلين در EG-nZVI-Mt (mg/g 152) به طور قابل‌توجهي بيشتر از Mt (mg/g 75) در همان شرايط ( 48 ساعت، غلظت تتراسايكلين ppm400) بود. همچنين، با افزايش غلظت تتراسايكلين، حداكثر مقدار جذب نمونه EG-nZVI-Mt از حدود mg/g 20 به بيش از mg/g 300 افزايش يافت. با اين حال، درصد جذب از %88 در غلظت ppm 50 به %50 در غلظت ppm 1000 كاهش داشت. همچنين، استفاده از nZVI به عنوان يك كاتاليزور منجر به افزايش سرعت و افزايش تخريب فوتوكاتاليستي تتراسايكلين شد و به ترتيب به ميزان 93.6% و 95% تتراسايكلين جذب‌شده در نمونه‌هاي nZVI-Mt و EG-nZVI-Mt تخريب يافت. در نتيجه، مي توان كامپپوزيت EG-nZVI-Mtرا به عنوان يك جاذب موثر و كاربردي براي جذب و تخريب تتراسايكلين در نظر گرفت.

226621

فراوري مواد معدني

مهندسي معدن

دانشگاه صنعتي اصفهان