حذف موثر داروی امپرازول از محلول‌های آبی با استفاده از نانو لوله های کربنی چند دیواره به عنوان یک نانو جاذب قدرتمند و مقایسه با گرافیت: مطالعه سینتیک، ایزوترم و ترمودینامیک جذبی

مقدمه: نانو لوله های کربنی از جاذب های پرکاربرد در حذف ترکیبات از جمله داروها، فلزات، سموم و رنگ ها در صنایع مختلف می باشد. علاوه بر نانو لوله های کربنی از گرافیت نیز در عمل حذف استفاده شده است، هدف از انجام این تحقیق بررسی اثر پارامترهای موثر بر عمل حذف داروی امپرازول از نمونه های آبی توسط دو جاذب نانو لوله های کربنی و گرافیت می باشد. روش: در این تحقیق 25 میلی لیتر از محلول امپرازول 20 میلی گرم بر لیتر تهیه شده و اثر پارامترهای مختلف از جمله ph، میزان جاذب، زمان، قدرت یونی و دما مورد بررسی قرار گرفت. جهت بررسی اثر ph، ابتدا ph محلول امپرازول(20 میلی گرم بر لیتر) در محدوده 3 تا 11 تنظیم شد، سپس مقدار 0/01 گرم ازنانو لوله های کربنی و گرافیت به محلول اضافه و مخلوط را به مدت 60 دقیقه توسط شیکر اربیتالی در دمای آزمایشگاه (20 ± 2 درجه سانتیگراد) هم زده شد، در پایان مخلوط توسط کاغذ صافی، صاف شده و برای تعیین غلظت داروی باقی مانده، از طیفسنج ماوراءبنفش- مرئی استفاده شد. به همین ترتیب بقیه پارامترها نیز به روش بهینه سازی یک فاکتور در زمان مورد بررسی قرار گرفت. یافته ها: مدل های سنتیکی برای بررسی جذب امپرازول بر روی نانو لوله های کربنی و گرافیت به کار گرفته شد، نتایج نشان داد که داده های تجربی به دست آمده با مدل سینتیکی مرتبه دوم تطابق مطلوبی برای هر دو جاذب دارند. در بررسی مطالعه ایزوترم مشخص شد که جذب امپرازول توسط هر دو جاذب تطابق مطلوبی با معادله لانگمویر داشتند. داده های قدرت یونی نشان داد که اثر این پارامتر بر جاذب نانو لوله های کربنی ناچیز و برای جاذب گرافیت تقریباً بی اثر بود. مطالعه ترمودینامیک برای یافتن پارامترهای ترمودینامیکی آنالیز شد که نشان داد فرآیند جذب امپرازول بر روی هر دو جاذب گرماگیر است. نتیجهگیری: از داده های بدست آمده می توان نتیجه گرفت که حذف داروی امپرازول در محلول های آبی توسط جاذب نانو لوله های کربنی نسبت به جاذب گرافیت بطور موثر تری انجام می شود. بطوریکه بیشینه ظرفیت جذب امپرازول برای غلظت اولیه 20 میلیگرم بر لیتر 166/70 میلی گرم بر گرم با جاذب نانو لوله های کربنی و 16/32 میلی گرم بر گرم با جاذب گرافیت به دست آمد. همانطور که مشاهده می شود ظرفیت جذب نانو لوله های کربنی تقریباً 10 مرتبه بیشتر از جاذب گرافیت می باشد. دلیل آن را نیز می توان به بالا بودن سطح موثر نانو لوله های کربنی نسبت داد.

Efficient Removal of Omeprazole from Water Samples by Utilizing of Carbon Nanotubes as Powerful nanoadsorbent and Comprising with Graphite: Kinetic and Thermodynamic studies

In this study, multi wall carbon nanotubes (MWCNTs) were utilized as powerful nanoadsorbants for efficient removal of Omeprazole (OMP) from water samples and comprised with graphite (GR). Effective parameters on removal efficiency including, pH, contact time and ionic strength were optimized by using one factor at a time optimizing method. Results showed that maximum removal of OMP was occurred at pH=5.0 after 30.0 min for both MWCNTs and GR. Kinetic models were employed to investigate the data corresponding to the adsorption of OMP on the surface of MWCNTs and Gr. Results revealed that the pseudo secondorder model for adsorption of OMP on the surface of both MWCNTs and GR indicate the high ability of this model for representation of the data. Adsorption equilibrium studies indicated that the Langmuir isotherm efficiently represented both MWCNTs and GR adsorption data. Maximal adsorption capacity for 25.0 mg L1 of OMP was calculated about 166.706 mg g1 and 16.321 mg g1 for MWCNTs and GR, respectively. The thermodynamic of adsorption process was investigated. Results exhibited that adsorption of OMP on the adsorbents is an exothermic process. As a result, this study can be used to remove ibuprofen from hospital and domestic wastewater.