مقايسه ظرفيت جذب سووفلوران بر روي بسترهاي كربني آغشته به ذرات اكسيد تيتانيوم در مقياس نانو و غيرنانو

Comparative study of the Sevoflurane Asorption Capacity on Carbon Media Impregnated with Titanium Oxide Nanoparticles

مقدمه: سووفلوران جزء گازهاي هوشبري مورد استفاده در اتاق ‌هاي عمل مي ‌‌باشد كه در مطالعات مختلفي مواجهه شغلي با آن در مراكز درماني و يا تحقيقاتي گزارش شده‌ است. با توجه به روند افزايشي مصرف گاز هوشبري سووفلوران و اثرات مضر آن به همراه اكسيد نيتروز بر سلامتي پرسنل در مواجهه مانند زايمان زودرس، ناهنجاري ‌هاي جنيني و افزايش سقط خود بخودي، حذف آن از هواي محيط كار بويژه مراكز درماني توسط روش ‌هاي ارزان قيمت و بهينه امري ضروري مي‌‌ باشد. بدين منظور در اين مطالعه به بررسي جذب سطحي سووفلوران از هوا توسط دو كامپوزيت شامل جاذب كربن فعال/ نانو اكسيد گرافن/ نانو اكسيد تيتانيوم و جاذب كربن فعال/ نانو اكسيد گرافن/ اكسيد تيتانيوم پرداخته شد. روش كار: در اين مطالعه ابتدا به تثبيت نانو‌ ذرات و ذرات ‌اكسيد‌تيتانيوم بر روي كامپوزيت‌ هاي كربني زغال فعال/ نانو اكسيد گرافن پرداخته شد، سپس به منظور تعيين ويژگي ‌هاي آن‌ ها از آزمايشات تفرق اشعه ايكس (XRD) ، ايزوترم جذب اسپكتروفتومتري مادون قرمز با تبديل فوريه (FTIR) و ميكروسكوپ الكتروني روبشي (FE-SEM) استفاده شد. پس از تعيين ويژگي جاذب ها، نقطه شكست و ظرفيت جذب سطحي سووفلوران توسط هر دو جاذب سطحي در شرايط كاملا يكسان، با استفاده از معادله ويلر اصلاح شده محاسبه گرديد. در نهايت جهت آناليز آماري داده ها از نرم افزارها و ابزارهاي Microsoft Office Excel 2016 و SPSS Statistic version 21 IBM استفاده شد. يافته ها: نتايج حاصل از تعيين ويژگي نانوكامپوزيت هاي مورد مطالعه (XRD و FE-SEM) نشان داد كه عمل تثبيت ‌نانو ذرات و ذرات بالك ‌اكسيد‌تيتانيوم به‌ خوبي انجام شده‌ است، نتايج BET نيز نشان داد تثبيت نانو ذرات اكسيد تيتانيوم بر روي بستر كربني باعث كاهش مساحت سطحي ويژه جاذب در مقايسه با جاذب حاوي ذرات اكسيد تيتانيوم مي گردد. همچنين نتايج FTIR، گروه‌هاي عاملي هر دو جاذب را مشخص كرد. در نهايت ظرفيت جذب سطحي سووفلوران براي بسترهاي كربني آغشته به نانو ذرات و ذرات ‌اكسيد‌تيتانيوم به ترتيب برابر با 240.7 و 210.5 ميلي‌گرم سووفلوران در هر گرم جاذب محاسبه شد (p-value<0.001). نتيجه گيري: نتايج مطالعه حاضر نشان مي دهد در شرايط يكسان، جاذب كربني آغشته به نانو ذرات ‌اكسيد‌تيتانيوم نسبت به جاذب آغشته به ذرات ‌اكسيد‌تيتانيوم داراي ظرفيت جذب بالاتري براي جذب سووفلوران مي ‌باشد، كه اين افزايش مي تواند در نتيجه تغييرات شيمي سطح (افزايش گروه هاي عاملي) در كامپوزيت هاي حاوي نانو ذرات اكسيد تيتانيوم باشد.

Introduction: Occupational exposure to sevoflurane as an anesthetic gases in hospitals, dental clinics and veterinary clinics has been reported in various studies. Considering the harmful effects of sevoflurane anesthetic gas on the health of exposed personnel such as reproductive, preterm delivery and fetal abnormalities and increased spontaneous abortion, it is necessary to remove them from the air of the work environment, especially the treatment centers, with inexpensive and optimal methods. This study was aimed to compare two oxide-titanium based on Activated Carbon/ Graphene Oxide Nanosheets in nano and non-nano scales. Material and Methods: Titanium oxide particles and nanoparticles were coated on actived carbon/ Graphene Oxide Nanosheets adsorbents. The prepared sorbents were characterized by instrumental techniques such as BET, SEM, XRD, FTIR and SEM-EDS to determine their properties. After characterization, the breakthrough and adsorption capacity of sevoflurane on both adsorbents were determined using the modified wheeler equation. Finally, the software of Microsoft Office Excel 2016 and SPSS Statistic version 21 IBM were used for statistical analysis of data. Results: the results of XRD, SEM-EDAX analysis confirmed the stabilization of titanium oxide particles and nanoparticles on the sorbents. Furthermore, the FTIR results determined the functional groups on the sorbents. The BET results also showed the coating of titanium oxide nanoparticles on composite decreased the specific surface area of adsorption in comparison to adsorption containing titanium oxide particles. The adsorption capacity of the activated carbon/ Graphene Oxide Nanosheets coated with titanium oxide nanoparticles and titanium oxide particles were 240.7 and 210.5 mg sevoflurane per gram of sorbent, respectively (p-value<0.001). Conclusion: The results showed that composite of activated carbon/nano oxide graphene coated with titanium oxide nanoparticles has a higher adsorption capacity of sevoflurane than other composite coated with titanium oxide particle, under the same conditions. This increase can be as a result of changes in surface chemistry (increase of the functional groups) in composite.