سنتز هيدروكسي آپاتيت مغناطيسي و كاربرد آن جهت جذب سطحي تتراسايكلين از محيط هاي آبي

Synthesis and Application of Magnetic Hydroxyapatite for Removal of Tetracycline from Aqueous Solutions

سابقه و هدف: مگنتيت هيدروكسي آپاتيت (m-Hap)، به عنوان جاذب نانو مغناطيسي توليد و براي حذف تتراسايكلين از محيط‌هاي آبي استفاده گرديد. مواد و روش‌ها: مورفولوژي و ديگر خصوصيات جاذب مغناطيسي توليد شده با استفاده از دستگاه‌هاي ميكروسكوپ الكتروني روبشي گسيل ميداني (SEM) و اسپكتروفوتومتري تبديل فوريه مادون قرمز (FTIR) مشخصه‌يابي شدند. عوامل مؤثر بر تتراسايكلين توسط m-Hap، شامل (pH (3-10، دزاژ جاذب (5-0/1 گرم بر ليتر)، زمان تماس (120-5 دقيقه) و غلظت اوليه تتراسايكلين (10 و 25 ميلي‌گرم بر ليتر) مطالعه شدند. هم‌چنين اثر جاذب بر حذف تتراسايكلين از نمونه فاضلاب واقعي مورد بررسي قرار گرفت. يافته‌ها: نتايج نشان داد نانوذرات توليد شده، تقريباً كروي شكل و اندازه آن‌ها بين 30-20 نانومتر بود. در شرايط بهينه جذب (زمان تماس 60 دقيقه، دوز جاذب 1 گرم در ليتر و pH برابر 7/5) راندمان حذف تتراسايكلين بيش از 99 درصد بود. داده‌هاي جذب با مدل لانگموير برازش بهتري نشان داد (0/977=R2) و حداكثر ظرفيت جذب در 7/5=pH و دماي K298 معادل 64/4 ميلي‌گرم بر گرم به دست آمد. نتايج آزمايشات جذب با نمونه فاضلاب واقعي بيمارستان نشان داد كه بازده جذب تتراسايكلين مقداري كاهش يافت (85 درصد). استنتاج:نتايج حاصل از اين مطالعه نشان داد كه نانو ذرات هيدروكسي آپاتيت مغناطيسي به عنوان يك جاذب بسيار مؤثر براي تصفيه آب و فاضلاب مي‌باشد.

Background and purpose: Magnetite hydroxyapatite (m-Hap) as a magnetic nano-adsorbent was synthesized for the removal of tetracycline (TC) from aqueous solutions. Materials and methods: The properties of m-Hap were investigated by scanning electron microscope (SEM) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). Factors affecting the adsorption of TC including pH (3-10), adsorbent dosage (0.1-5 g/L), contact time (5-120 min) and initial concentration of TC (10-25 mg/L) were investigated. The effect of adsorbent on the removal of tetracycline from real wastewater was also studied. Results: The nanocomposite was almost spherical in shape and about 20-30 nm in diameter. In optimum conditions more than 99% of TC was removed (contact time 60 min, adsorbent dose 1g/L, and pH 7.5). The equilibrium data were well fitted into Langmuir model (R2= 0.977) and the maximum adsorption capacity was 64.4 mg g-1 at pH 7.5 and 298 K. Adsorption experiments on hospital wastewater indicated a slight decrease in adsorption removal of TC (85%). Conclusion: This study showed that the magnetic Hydroxyapatite nanoparticles could be used as a highly efficient and promising adsorbent in water and wastewater treatment systems.