مقايسه فرايندهاي فنتون هتروژن و جذب سطحي با استفاده از نانوكامپوزيت مغناطيسي در حذف آنتي بيوتيك سيپروفلوكساسين از محيط هاي آبي

Comparison of heterogeneous fenton process and adsorption process on magnetic nanocomposite for ciprofloxacin removal from aqueous solutions

زمينه: ورود مستمر آنتي بيوتيك ها به محيط، عامل مشكلات بالقوه بسياري همچون مقاومت ميكروارگانيسم هاي بيماري زاست. هدف: مطالعه به منظور مقايسه فرايندهاي فنتون هتروژن و جذب سطحي با استفاده از نانوكامپوزيت مغناطيسي در حذف آنتي بيوتيك سيپروفلوكساسين از محيط هاي آبي انجام شد. مواد و روش ها: اين مطالعه تجربي در سال 1393 در دانشگاه علوم پزشكي همدان انجام شد. كارايي نانوكامپوزيت مغناطيسي جهت حذف سيپروفلوكساسين در سيستم ناپيوسته با بررسي زمان تماس 15 تا 300 دقيقه، pH 4 تا 10، غلظت اوليه آنتي بيوتيك 30 تا 200 ميلي گرم بر ليتر، مقدار جاذب 1 تا 3 گرم بر ليتر و غلظت پراكسيد هيدروژن 5 تا 25 ميلي مول بر ليتر بررسي شد. مشخصات فيزيكي و ساختاري جاذب ساخته شده با استفاده از طيف سنج مادون قرمز (FTIR) تحليل شد. يافته ها: حداكثـر كارايـي فرايندهـاي فنتـون هتـروژن و جـذب سطـحي در pH هـاي برابر 4 و 7 حاصـل شـد كـه كارايـي حـذف سيپروفلوكساسين به ترتيب %95 و %87 بود. داده هاي تعادلي جذب با ايزوترم لانگموير مطابقت بهتري نشان داد. سرعت واكنش بهترين سازگاري را با مدل درجه دوم كاذب داشت. نتيجه گيري: با توجه به يافته ها، مي توان نانوكامپوزيت مغناطيسيFe3O4/MWCNTs را به عنوان جاذب قابل قبولي در فرايند فنتون هتروژن در حذف آنتي بيوتيك سيپروفلوكساسين از محيط هاي آبي در نظر گرفت.

Background: Continuous input of antibiotics to the environment can cause many potential problems such as antibiotic resistance in pathogens. Objective: The aim of this study was to compare heterogeneous fenton process and adsorption process on magnetic nanocomposite for ciprofloxacin removal from aqueous solutions. Methods: This experimental study was conducted at the Hamadan University of Medical Science in 2014. The efficiency of magnetic nanocomposite for ciprofloxacin removal was assessed in a batch system considering 15-300 min reaction time, pH 4-10, 30-200 mg/L initial ciprofloxacin concentration, 1-3 g/L adsorbent and 5-25 mmol/L H2O2. Physical and structural characteristics of the synthesized adsorbent were analyzed using Fourier Transform Infrared Spectra (FTIR) techniques. Findings: The maximum efficiency of heterogeneous fenton process and adsorption process was obtained at pH 4 and 7 in which the efficiency of ciprofloxacin removal was 95% and 87%, respectively. The equilibrium adsorption data was well fitted with Langmuir isotherm. The reaction rate had the best compatibility with pseudo-second-order kinetic model. Conclusion: With regards to the results, magnetic nanocomposite (Fe3O4/MWCNTs) can be considered as an acceptable adsorbent in heterogeneous fenton procces for ciprofloxacin removal from aqueous solutions.