حذف متوترکسات از محلول های آبی با استفاده از نانوکامپوزیت کربن فعال مغناطیسی اصلاح شده با نانوذرات اکسید روی: مطالعه تعادلی و سینتیکی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه محیط زیست، واحد همدان، دانشگاه آزاد اسلامی، همدان، ایران

2 گروه شیمی، واحد همدان، دانشگاه آزاد اسلامی، همدان، ایران

10.22034/jewe.2021.299840.1614

چکیده

باقی‌مانده‌های دارویی در محیط در زمره آلاینده‌های مهمی هستند که برای سلامت انسان و سایر زیست‌مندان خطرات جدی به‌دنبال دارند. بنابراین، حذف آن ها از فاضلاب امری ضروری است. از این‌رو، این مطالعه با هدف بررسی کارایی حذف داروی متوترکسات توسط نانوکامپوزیت کربن فعال مغناطیسی اصلاح شده با نانوذرات روی اکسید از محلول آبی انجام شد. بدین منظور، نانوکامپوزیت به‌روش هیدروترمال سنتز و خصوصیات ظاهری آن با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، دستگاه پراش پرتو ایکس (XRD)، pH نقطه صفر (pHpzc)، طیف مادون قرمز (FT-IR)، آنالیز BET و منحنی VSM بررسی شد. از طرفی، اثر متغیرهای pH، مقدار جاذب و زمان تماس بر کارایی حذف متوترکسات بررسی شد. به‌علاوه، داده های آزمایشگاهی با ایزوترم های لانگمویر، فروندلیچ و تمکین و همچنین با مدل های سینتیکی مرتبه اول و شبه مرتبه دوم مطابقت داده شد. نتایج نشان داد که بیشینه نرخ حذف دارو در 7 = pH، زمان تماس min 60 و مقدار جاذب برابر با g 0.020 بوده است. همچنین، در شرایط بهینه، جذب با ضرایب همبستگی 0.994 و 0.999 به‌ترتیب از ایزوترم لانگمویر و مدل سینتیکی شبه مرتبه دوم تبعیت کرد. علاوه بر آن، بیشینه ظرفیت جذب جاذب تهیه شده mg/g 400 برآورد شد. با استناد به نتایج، از نانوکامپوزیت کربن فعال مغناطیسی اصلاح شده با نانوذرات روی اکسید می توان به‌عنوان یک جاذب موثر، در دسترس و اقتصادی برای حذف متوترکسات از پساب های دارویی استفاده کرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Removal of Methotrexate from Aqueous Solutions Using [email protected]@ZnO Nanocomposite: Equilibrium and Kinetic Studies

نویسندگان [English]

  • Ali Asghar Haghgoo 1
  • Mehrdad Cheraghi 1
  • Soheil Sobhan Ardakani 1
  • Bahareh Lorestani 1
  • Vida Izadkhah 2
1 Department of the Environment, Hamedan Branch, Islamic Azad University, Hamedan, Iran
2 Department of Chemistry, Hamedan Branch, Islamic Azad University, Hamedan, Iran
چکیده [English]

Pharmaceuticals are important pollutants that lead to producing serious hazards to the human, animals and other organisms. Therefore, removal of them from the effluents is essential for environmental protection. Therefore, this research was conducted to the evaluation of the removal efficacy of methotrexate from aqueous solutions using [email protected]@ZnO nanocomposite. In so doing, [email protected]@ZnO nanocomposite was synthesized by hydrothermal method and used as a novel adsorbent for the removal of methotrexate from aqueous solution. [email protected]@ZnO nanocomposite characterized using X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), pHpzc, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), Brunauer, Emmett, and Teller (BET) and vibrating sample magnetometry (VSM) analysis methods. The effect of variables such as pH, amount of adsorbent, temperature and contact time on the efficacy of methotrexate removal was studied. Finally, experimental data were compared by Langmuir, Freundlich and Temkin isotherms and pseudo-first-order and pseudo-second-order kinetic models. Based on the results obtained, the removal efficiency increased until 0.02 g adsorbent and 60 min contact time. The optimum pH for methotrexate removal was 7.0. Also, under these conditions, the adsorption process followed the Langmuir adsorption isotherm with a correlation coefficient of 0.994 and pseudo-second-order kinetic model with a correlation coefficient of 0.999. The maximum adsorption capacity of the prepared adsorbent is 400 mg/g. Based on the analysis, the [email protected]@ZnO nanocomposite could be considered as an efficient adsorbent for the removal of methotrexate from pharmaceutical wastewater.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Adsorption Isotherm
  • Kinetic
  • Pharmaceutical residue, nanocomposite
  • Wastewater

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 22 شهریور 1400
  • تاریخ دریافت: 23 مرداد 1400
  • تاریخ بازنگری: 21 شهریور 1400
  • تاریخ پذیرش: 22 شهریور 1400