كارايي روش سطح پاسخ در بهينه‌سازي فرايند حذف ملوكسيكام از محلول‌هاي آبي با استفاده از نانو‌چندسازه مغناطيسي Fe3O4@HKUST-1

Efficiency of response surface methodology for optimizing of removal of meloxicam from aqueous solutions using Fe3O4@HKUST-1 magnetic nanocomposite

در اين پژوهش، نانوچندسازه مغناطيسي Fe3O4@HKUST-1 با استفاده از روش آب­گرمايي و اصلاح پيش از سنتز تهيه شد. نانوچندسازه مغناطيسي با استفاده از تكنيك‌هاي FT-IR، SEM، XRD و VSM شناسايي شد و توانايي آن در حذف داروي ضد التهابي غيراستروئيدي ملوكسيكام از محلول‌هاي آبي مورد مطالعه قرار گرفت. كاربرد گسترده ملوكسيكام و تصفيه ناكارآمد فاضلاب منجر به شناسايي اين دارو در منابع آبي شده است كه مي‌تواند بر سلامت انسان و يا اكوسيستم تأثير منفي داشته باشد. بنابراين، فرايند حذف ملوكسيكام با Fe3O4@HKUST-1 به عنوان جاذب بررسي شد. تأثير متغيرهاي مؤثر بر فرايند حذف با استفاده از نرم افزار Design Expert (10.0.7 version)و طرح مركب مركزي در روش سطح پاسخ، بررسي شد و شرايط بهينه‌ي آزمايش با عملكرد مطلوب براي متغيرهاي موثر از جمله pH (7) ، مقدار جاذب (mg 0/7) و زمان مجاورت جاذب و جذب‌شونده (min 3) به‌دست آمد. بررسي هم­دما جذب، رفتار جذبي مبتني بر هم­دما فروندليچ و لانگموير را تأييد مي‌كند. روش سنتز سازگار با محيط‌زيست، فرايند جذب سريع، با هزينه كم، بازده بالا به واسطه‌ي مساحت سطح ويژه‌ي بالا و ساختار متخلخل از مهم‌ترين مزاياي نانوچندسازه پيشنهادي به عنوان جاذب است. داده‌هاي حاصل، كارايي حذف (93/14%) و ظرفيت جذب ( mg g-125/11) بالاي جاذب پيشنهادي را نشان دادند.

In the present study, HKUST-1 magnetic nanocomposite was prepared using the hydrothermal method and pre-synthesis modification. The aforementioned magnetic nanocomposite was characterized by the FT-IR, SEM, XRD and VSM techniques. In addition, the ability of this metal-organic framework to remove of the non-steroidal anti-inflammatory drug, Meloxicam, from aqueous solutions was studied. The widespread application of Meloxicam and the inefficient treatment of wastewater have resulted in the detect of the drug in water resources which can affect human health and/or ecosystems negatively. Therefore, the removal process of meloxicam was investigated by Fe3O4@HKUST-1 as the sorbent. Thus, the effect of variables factors on the removal process such as pH (7), absorbent weight (0.7 mg) and absorbent and absorbed proximity time (3 min) were optimized by the Central Composite Design at Design Expert software (10.0.7 version), the optimal conditions with desired function were obtained by the response surface methodology. Investigating the absorption isotherm confirms the adsorption behavior based on Freundlich and Langmuir isotherm. The most important advantages of the proposed nanocomposite as the absorbent include fast absorption process, low costs, high efficiency due to the large surface area and the porous structure of the Metal-organic framework. The resulted data showed the high removal efficiency (93.14%) and adsorption capacity (125.11mg g-1) of the proposed sorbent.