بررسي مقايسه‌اي كارايي عملكرد جاذب‌هاي كيتوزان و كيتوزان اصلاح شده با Fe3O4 در حذف اريترومايسين از محيط‌هاي آبي

Comparative study of the performance of chitosan and chitosan adsorbents modified with Fe3O4 to eliminate erythromycin from aqueous solutions

زمينه و هدف: استفاده بي‌رويه از آنتي بيوتيك‌ها و راهيابي اين تركيبات به محيط زيست به يكي از نگراني‌هاي زيست محيطي تبديل شده است. امروزه جذب سطحي يكي از روش‌هاي كارا و قابل اعتماد در حذف اين تركيبات است. هدف از اين پژوهش سنتز كيتوزان - Fe3O4و بررسي مقايسه‌اي كارايي حذف آنتي بيوتيك اريترومايسين از محيط‌هاي آبي توسط اين جاذب و كيتوزان است. روش بررسي: مشخصات ساختاري جاذب سنتز شده با تكنيك‌هاي TEM،PSA ، VSM‌مورد آناليز قرار گرفت‌. پارامترهاي مختلف از جمله (pH (11-1، زمان تماس (min 60-0)، غلظت جاذب‌ها (g/L 5-1) و غلظت اوليه اريترومايسين (mg/L 50-5) بر راندمان حذف مورد بررسي قرار گرفت. جهت آناليز داده‌ها از نرم افزار‌Excel استفاده شده است‌. از مدل ايزوترم فروندليچ و لانگموير ثابت‌هاي تعادلي و ثابت‌هاي سينتيكي با استفاده از سينتيك شبه درجه اول و دوم محاسبه گرديد. يافته‌ها: نتايج حاكي از آن بود كه با كاهش pH و غلظت اوليه اريترومايسين، افزايش دوز جاذب‌ها و زمان تماس راندمان حذف افزايش مي‌يابد. بالاترين راندمان جذب در pH برابر با 3 براي هر دو جاذب، زمان تماس min30 جهت كيتوزان اصلاح شده و min50 براي كيتوزان، دوز جاذب‌ها g/L2جهت كيتوزان اصلاح شده و g/L3 براي كيتوزان و غلظت اوليه اريترومايسين براي هر دو جاذب mg/L 10، به‌دست آمد و جذب سطحي اريترومايسين بوسيله هر دو جاذب از ايزوترم لانگموير و سينتيك شبه درجه دوم پيروي مي‌كند. نتيجه‌گيري: جهت حذف اريترومايسين به روش جذب سطحي از كيتوزان اصلاح شده با Fe3O4 مي‌توان به‌عنوان يك جاذب موثرتر نسبت به كيتوزان استفاده كرد‌.

Background and Objective: Excessive consumption of antibiotics and the entrance of the potentially hazardous substances to the environment has become one of the environmental concerns. Today, adsorption is one of the efficient and reliable methods for the removal of this class of compounds. The aim of this study was to synthesize chitosan-Fe3O4 and to compare the efficacy of removing erythromycin antibiotics from aqueous humorous media by this adsorbent and chitosan. Materials and Methods: The structural properties of the synthesized adsorbent were analyzed by TEM, PSA, VSM techniques. Various parameters including pH (1-11), contact time (0-60 min), adsorbent concentration (1-5 g/L), and initial concentrations of erythromycin (5-50 mg/L) was evaluated for the removal efficiency. For data analysis, Excel software was used. The equilibrium constant and the kinetic constants were calculated from the first-order kinetic model using Freundlich and Langmuir isotherms. Results: The results indicated that increased pH and initial concentration of erythromycin increased the dose of adsorbents and the contact time of removal efficiency. The highest absorption efficiency at pH of 3 for both adsorbents, the contact time 30 min for modified chitosan and 50 min for chitosan, the dose of adsorbent 2 g/L for modified chitosan, and 3 g/L for chitosan and the initial concentration of erythromycin for each of the two adsorbents was 10 mg/L and the erythromycin adsorption by both adsorbents follows the Langmuir isotherm and the pseudo second order kinetics. Conclusion: According to these results, chitosan modified with Fe3O4 can be used as a more effective adsorbent than chitosan for removal of erythromycin by adsorption method.