بررسي راندمان حذف آنتي‌بيوتيك مترونيدازول از محلول‌هاي آبي با استفاده از نانوكامپوزيت‌هاي مغناطيسي آهن صفر ظرفيتي/گرافن

زمينه و هدف: آنتي بيوتيك ها بخشي از آلاينده هاي نوپديد در محلول هاي آبي هستند كه به دليل خاصيت تجمعي، اثرات سوء مختلف و ايجاد مقاومت هاي دارويي، در غلظت هاي محيطي بسيار پايين، سلامت انسان و محيط زيست را تهديد مي كنند. اين امر تأمين تسهيلات تصفيه فاضلاب در منابع توليد اين مواد را ضروري مي نمايد تا از رها شدن بي رويه آن ها در محيط زيست جلوگيري به عمل آيد. لذا هدف از اين مطالعه تعيين و بررسي راندمان حذف آنتي بيوتيك مترونيدازول از محلول هاي آبي با استفاده از نانوكامپوزيت‌هاي مغناطيسي آهن صفر ظرفيتي/گرافن بود.  روش بررسي: اين يك مطالعه تجربي مي‌باشد كه در سال ۱۴۰۲  انجام شد. در اين مطالعه نانوكامپوزيت هاي آهن قرار گرفته بر پايه گرافن به روش شيمي سبز و استفاده از آب انار به عنوان كاهنده سنتز شد. مشخصات فيزيكي و ساختاري جاذب سنتز شده با تكنيك‌هاي XRD، SEM و TEM مورد آناليز قرار گرفت. در اين مطالعه اثر متغيرهايي نظير pH محلول(۳، ۵، ۷، ۹ و ۱۱)، دوز جاذب(۱۰، ۳۰، ۵۰، ۷۰، ۹۰ و۱۰۰ ميلي‌گرم)، غلظت اوليه(۵، ۱۰، ۲۵، ۵۰، ۷۵ و ۱۰۰ ميلي‌گرم بر ليتر)، زمان تماس (۱۵، ۳۰، ۴۵، ۶۰، ۷۵ و ۹۰ دقيقه) و دماي واكنش(۵، ۱۵، ۲۵، ۳۵، ۴۵ و  ۵۵ درجه سانتي‌گراد) در حذف آنتي بيوتيك مترونيدازول تحت فرآيند جذب سطحي به وسيله نانو جاذب هاي آهن صفر ظرفيتي/گرافن مورد مطالعه قرار گرفت. براي اندازه‌گيري غلظت باقيمانده آنتي بيوتيك مترونيدازول از دستگاه اسپكتروفتومتر در طول موج حداكثر جذب (۳۲۰ نانومتر) استفاده شد. داده‌هاي جمع‌آوري شده با استفاده از آزمون‌هاي آماري آناليز واريانس تجزيه و تحليل شدند.يافته ها: تصوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) مشخص مي‌كند كه اندازه ذرات نمونه كاتاليست مذكور در محدوده‌ بين ۶۰ـ۴۰ نانومتر است. هم‌چنين شكل تقريباً كروي نانو ذرات كاتاليست مذكور نيز، از اين شكل آشكار مي شود. نتايج اين مطالعه نشان داد كه در pH بهينه ۵ بيشترين راندمان حذف مترونيدازول در حضور نانو ذرات ۵ درصد آهن قرار گرفته بر پايه گرافن به دست آمد. هم‌چنين نتايج نشان داد كه در زمان تماس ۶۰ دقيقه و غلظت اوليه آنتي بيوتيك مترونيدازول، ۵۰ ميلي گرم در ليتر، راندمان حذف برابر ۹۲ درصد مي باشد. دوز بهينه و اقتصادي كاتاليست برابر 0/1 گرم و دماي واكنش نيز برابر با  ۴۵ درجه سانتي‌گراد به دست آمد.نتيجه گيري: نتايج حاصل از اين مطالعه نشان داد كه فرآيند كاتاليستي نانو ذرات آهن قرار گرفته بر پايه گرافن مي تواند يك فرآيند كارآمد در زمينه حذف آنتي بيوتيك مترونيدازول از محلول هاي آبي باشد و با توجه به سادگي جداسازي آن به وسيله يك ميدان مغناطيسي خارجي، مي تواند جايگزين مناسبي براي ساير كاتاليست ها محسوب شود.