سنتز نانوكربن‌فعال مغناطيسي (Fe3O4/AC) با استفاده از ضايعات گياه كتان به روش سبز به‌عنوان جاذب آنتي‌بيوتيك سفكسيم و بهينه‌سازي پارامترهاي مؤثر به روش‌هاي تاگوچي و بكس-بكمن

Synthesis of magnetic activated nanocarbons (Fe3O4 / AC) using flaxseed waste as the green antibiotic adsorbent of cefixime and optimization of effective parameters by Taguchi and Bax-Beckman methods

در اين پژوهش، با استفاده از ضايعات گياه كتان كربن استخراج و عمليات فعال‌سازي كربن تهيه شده، با استفاده از هيدروكسيد پتاسيم انجام شد. براي مغناطيسي كردن كربن فعال تهيه شده از نانوذرات مغناطيسي Fe3O4به روش درجا استفاده شد. از كربن فعال مغناطيسي (MGAC) براي حذف آنتي‌بيوتيك سفكسيم به‌كار گرفته شد. نتيجه‌ها نشان داد كه كربن فعال مغناطيسي در ابعاد نانوتشكيل شده است و داراي سطح ويژه شده 112/23 مترمربع بر گرم است كه عددي مطلوب و قابل قبول است. براي بهينه‌سازي عامل‌هاي مهم در جذب سفكسيم روي جاذب كربن فعال مغناطيسي از طراحي آزمايش به‌وسيله‌ي نرم‌افزار Design Expert 7 و به كمك روش Response Surface استفاده شد. نخست يك پيش‌طراحي به‌كمك روش تاگوچي انجام شد كه نتيجه‌ها نشان داد كه دو عامل غلظت اوليه جذب شونده و زمان تماس تأثير چنداني بر مقدار جذب ندارند كه از آن‌ها صرف‌نظر شد. سپس به كمك روش باكس-بكمن تأثير سه عامل موثر pH، مقدار جاذب (كمترين مقدار ممكن) و دما بررسي شد كه مقدارهاي بهينه آن‌ها به‌ترتيب 2، 0/02 گرم و 85 درجه سانتي‌گراد به‌دست آمد كه با لحاظ كردن اين مقدارها، بهينه مقدار جذب دارو توسط جاذب برابر با 95/33 درصد است.

In this study, carbon was extracted using flaxseed plant waste and activated carbon was obtained by potassium hydroxide. Magnetic Fe 3 O 4 nanoparticles were loaded by in situ method onto activated carbon. Magnetic activated carbon (MGAC) was used to remove the antibiotic Cefixime. The results show that magnetically activated carbon is formed in nanoscale and has a specific surface area of 11.23 m 2 g -1 , which is a desirable and acceptable. Optimization of the important factors in the adsorption of cefixime on magnetic activated carbon was performed by Design Expert 7 software. First, a pre-design was performed using Taguchi method, which showed that the two factors of initial adsorption concentration and contact time had little effect on the adsorption percent, which was omitted. Then, using Box-Beckman method, the effect of three effective factors of pH, adsorbent dose (minimum possible value) and temperature were investigated. Their optimal values were 2, 0.02 g and 85 °C, respectively, which by considering these optimal values, absorption percent of the drug by the adsorbent is equal to 95.33%.