بررسی کارایی نانو هیدروکسید لایه‌ای دوگانه آلومینیوم- منیزیم در حذف داروها از محیط‌های آبی و تعیین شرایط بهینه جذب

مقدمه: آنتی بیوتیک ها و متابولیت های آن ها به عنوان آلاینده های خطرناک و مواد غیر قابل تجزیه بیولوژیکی شناخته می شوند که به طور بالقوه در فرآیند تصفیه فاضلاب حذف نمی شوند؛ بنابراین حذف این ترکیبات از محیط های آبی ضروری است؛ لذا هدف این پژوهش استفاده از نانو هیدروکسیدهای لایه ای دوگانه برای حذف داروهای کاربامازپین، سفالکسین و سیپروفلوکساسین بود.روش ها: در این مطالعه تجربی مشخصات نانو هیدروکسید لایه ای دوگانه آلومینیوم منیزیم مورد استفاده با تکنیک های تخصصی اسکن میکروسکوپ الکترونی، اسپکتروسکوپی مادون قرمز فوریه، پراش اشعه ایکس و پراکندگی دینامیکی نور بررسی شد. جهت تعیین کارایی این جاذب؛ اثر ph ، دوز جاذب، زمان تماس و غلظت اولیه آنتی بیوتیک ها بررسی و ایزوترم ها و سنتیک های جذب تعیین شد. نتا یج: مطابق آنالیز sem و tem مشخص گردید که جاذب سنتز شده به شکل شش وجهی بوده و اندازه آن در محدوده 200 تا 1000 نانومتر هست. نتایج آنالیز xrd و ftir نیز نشان داد که جاذب از نوع هیدروکسید های لایه ای دوگانه است. بیشترین میزان حذف آنتی بیوتیک ها در زمان تماس 120 دقیقه، ph معادل 9، دوز جاذبg/l 8 و غلظت mg/l 30 برای هر سه نوع دارو مشاهده شد که به ترتیب برای داروهای کاربامازپین، سفالکسین و سیپروفلوکساسین برابر 94%، 91 % و 97 % بود. بررسی ایزوترم و سینتیک جذب نشان داد که داده های جذب با مدل فروندلیچ و سینتیک شبه درجه دوم تطابق بیشتری دارند.بحث و نتیجه گیری: نتایج حاصل از این مطالعه نشان داد که جاذب هیدروکسیدهای لایه ای دوگانه، توسط روش هیدرولیز اوره سنتز شده کارایی بالایی در حذف دارو های کاربامازپین، سفالکسین و سفالکسین دارد.

Evaluation of the Efficiency of Double Aluminum-Magnesium Layered Nano-Hydroxide in Removal of Pharmaceuticals from Aquatic Solutions and Determination of Optimal Adsorption

Background: Antibiotics and their metabolites are known as dangerous nondegradable substances that potentially remain after the wastewater treatment process. Therefore, it is necessary to remove these compounds from aqueous solutions. This study aimed to use layered double nanohydroxides to remove carbamazepine, cephalexin, and ciprofloxacin. Methods: In this experimental study the characteristics of double aluminummagnesium layered nanohydroxide were investigated by SEM, FTIR, XRD, and DLS. In order to determine the removal efficacy of this adsorbent; the effects of pH, adsorbent dose, contact time and initial concentration of antibiotics was investigated and the isotherms and kinetics of absorption were determined. Results: According to the SEM and TEM analysis, the synthesized adsorbent had a hexagonal shape and its size ranged from 200 to 1000 nm. The analysis of XRD and FTIR showed that the adsorbent is a layered double hydroxide. The highest removal rate of antibiotics was observed at the contact time of 120 min, pH of 9, the adsorbent dose of 8 g/L and concentration of 30 mg/L for all three types of antibiotics which was 94%, 91% and 97% for carbamazepine, cefalexin, and ciprofloxacin respectively. The study of isotherm and kinetics showed that absorption data were more consistent with the Freundlich model and pseudosecondorder kinetics. Conclusion: The results of this study showed that layered double hydroxide that was synthesized by urea hydrolysis, had high efficacy in the treatment of carbamazepine, cephalexin, and ciprofloxacin.