سنتز سبز نانوذرۀ مغناطیسی mnfe2o4 و بررسی کارایی آن در فرایند حذف فتوکاتالیستی آنتی بیوتیک تتراسایکلین: الگویی موثر جهت تصفیۀ فاضلاب صنایع داروسازی نظامی

مقدمه: تامین آب سالم و تصفیۀ آلاینده های نو ظهور مثل آنتی بیوتیک ها بخش مهمی از موضوع گستردۀ آب شناسی نظامی است. امروزه فرایندهای فتوکاتالیستی به منظور حذف این عوامل بسیار مطلوب عمل می کنند و قادر هستند در اکثر مواقع بدون تولید محصولات جانبی، موثر واقع شوند. هدف: هدف از این مطالعه سنتز سبز نانوذرۀ مغناطیسی mnfe2o4 و تعیین کارایی آن در حذف فتوکاتالیستی تتراسایکلین از محلول های آبی به عنوان الگویی موثر جهت تصفیۀ فاضلاب داروسازی نظامی می باشد.مواد و روش ها: این پژوهش یک مطالعۀ آزمایشگاهی است که در یک راکتور ناپیوسته و در دمای اتاق بر روی نمونه های سنتتیک انجام شد. ابتدا نانوذرۀ مغناطیسی mnfe2o4 با استفاده از عصارۀ گیاه بادرنج بویه به روش سبز سنتز و توسط آنالیز های xrd، fesem، tem، ftir و vsm مشخصه یابی شد و سپس اثربخشی آن در فرایند حذف فتوکاتالیستی تتراسایکلین در حضور نور uv با بررسی پارامترهای مختلفی نظیر؛ (ph (3-9، دوز کاتالیست (0/025 - 1گرم بر لیتر)، غلظت اولیۀ تتراسایکلین (5-100 میلی گرم بر لیتر) و زمان تماس (180-5 دقیقه) مورد ارزیابی قرار گرفت.یافته ها: در این مطالعه، شکل کروی و سطح یکنواخت نانوذرۀ سنتز شده با اندازۀ 50-40 نانومتر و به علاوه، خاصیت سوپرپارامغناطیسی نانوذرۀ سنتز شده مورد تایید قرار گرفت. همچنین، آزمایشات فتوکاتالیستی نشان داد، حداکثر راندمان تخریب تتراسایکلین در شرایط بهینه (9=ph، دوز نانوذره= 0/5 گرم بر لیتر، زمان ماند =200 دقیقه و با غلظت اولیۀ 20 میلی گرم بر لیتر تتراسایکلین) 68/71 درصد به دست آمد که در مقایسه با نتایج آزمایشات فتولیز در شرایط مشابه 33/66 درصد افزایش راندمان را نشان داد. ازسویی، نتایج آزمایشات پایداری و استفادۀ مجدد این نانوذرۀ کاهش 4 درصد راندمان حذف تتراسایکلین را پس از شش سیکل نشان داد. لازم به ذکر است، سینتیک سرعت واکنش در این مطالعه از مدل شبه درجۀ اول پیروی نمود. نتیجه گیری: بر اساس نتایج مطلوب به دست آمده در این مطالعه، این فرایند جهت حذف آلاینده های دارویی و تصفیۀ فاضلاب صنایع داروسازی نظامی و همچنین بیمارستان های نظامی نیز پیشنهاد می شود.

green synthesis of mnfe2o4 magnetic nanoparticle and its application in photocatalytic degradation of tetracycline antibiotic: an effective model for wastewater treatment of military pharmaceutical industries

introduction: supplying safe water and treating emerging pollutants such as antibiotics is an important part of the broad issue of military hydrology. today, photocatalytic processes work very well to remove these factors and can be effective most of the time without producing side products.objective: the aim of this study is to synthesize mnfe2o4 magnetic nanoparticles and determine their efficiency in the photocatalytic removal of tetracycline from aqueous solutions, as an effective model for the treatment of military pharmaceutical wastewater.materials and methods: this research is a laboratory study that was conducted in a batch reactor at room temperature on synthetic samples. first, the magnetic nanoparticle mnfe2o4 was synthesized using the extract of dracocephalum plant and characterized by xrd, fesem, tem, ftir, vsm analyses and its effectiveness in the process of photocatalytic removal of tetracycline in the presence of uv light was evaluated by examining various parameters such as ph (3-9), catalyst dose (0.025-1g/l), tetracycline concentration (5-100mg/l), contact time (5-20 min).results: the spherical shape and the uniform surface of the synthesized nanoparticle with the size of 40-50 nm and in addition, the superparamagnetic properties of the synthesized nanoparticle were confirmed. also, the photocatalytic experiments showed that the maximum efficiency of tetracycline degradation in optimal conditions was %68.71, which showed an increase in efficiency of %33.66 in similar conditions compared to the results of photolysis experiments. after six cycles, the efficiency of tetracycline removal decreased by %4 in the stability results of this nanoparticle.  it should be noted that the reaction rate kinetics in this study followed the pseudo-first-order model.conclusion: based on the favorable results obtained in this study, this process is suggested for the removal of pharmaceutical pollutants and wastewater treatment in military pharmaceutical industries and military hospitals.