سنتز نانو ذرات اكسيد منيزيم و بررسي كاربرد آن در حذف آنتي بيوتيك تتراسايكلين از محلولهاي آبي

Synthesis of Magnesium Oxide Nanoparticles and Their Application in Removal of Tetracycline Antibiotic from Aqueous Solutions

زمينه و هدف: اكسيد منيزيم از جمله اكسيدهاي فلزات قليايي خاكي مي باشد كه به دليل خاصيت كاتاليزوري آن بطور گسترده اي در در تجزيه مواد شيميايي خطرناك مورد استفاده قرار گرفته است. هدف اصلي در اين پژوهش، حذف آنتي بيوتيك تتراسايكلين با استفاده از نانو اكسيد منيزيم مي باشد. مواد و روش­ها: در اين پژوهش نانو ذرات اكسيد منيزيم به روش همرسوبي و در حضور دترجنت ستيل تري متيل آمونيوم برمايد سنتز شد. در نانو ذرات سنتز شده توسط تكنيك هاي آناليز پراش اشعه ايكس (XRD)، آناليز حرارتي (TGA) آناليز ميكروسكوپي انتقالي (TEM)، آناليز توزيع اندازه ذرات (DLS)، آناليز اشعه مادون قرمز (FTIR) و ميكروسكوب فاز انتشاري الكتروني (FESEM) مورد بررسي قرار گرفت. در مرحله بعد كارايي نانو ذرات سنتز شده در سيستم ناپيوسته و با تغيير دادن يك پارامتر و ثابت نگه داشتن ساير پارامترها در حذف آنتي بيوتيك تتراسايكلين مورد بررسي قرار گرفت. يافته­ ها: با افزايش pH از 3 به 7 راندمان افزايش يافته ولي بعد از آن تا رسيدن به 11=pH با كاهش دوباره راندمان مواجه شديم. با افزايش زمان تماس راندمان افزايش يافته است. اين افزايش تا زمان 60 دقيقه شيب تندتري داشته و بعد از 60 دقيقه تقريبا ثابت مي شود. با توجه به ساير غلظت هاي موجود زمان 60 دقيقه به عنوان زمان بهينه انتخاب شد. راندمان بدون حضور يون هاي مداخله گر در شرايط بهينه برابر 68/81 % بود كه با افزودن يون هاي مداخله گر راندمان در كمترين سطح غلظت مداخله گرها به 29/62%(نيترات)، 11/40 %(سولفات)، 32/55 %(مس) و 56/43% (فلورايد) كاهش يافت. بيشترين كاهش راندمان مربوط به يون سولفات با غلظت ppm 300 بود كه راندماني معادل 15% را نشان داد. نتيجه­ گيري: نتايج مطالعه نشان داد كه جاذب MgO قادر به حذف مناسب آلاينده تتراسايكلين از منابع آبي مي‌باشد

Background: Magnesium oxide is one of the alkaline earth metal oxides which due to its catalytic properties has been widely used in the analysis of hazardous chemicals. The main purpose of this study was to remove tetracycline antibiotics using magnesium nano oxide. Methods: In this study, magnesium oxide nanoparticles were synthesized in the presence of cetyl trimethyl ammonium bromide. Synthesized nanoparticles were analyzed by X-ray diffraction (XRD), thermal analysis (TGA), transmission microscopic analysis (TEM), particle size distribution analysis (DLS), infrared radiation analysis (FTIR) and electron diffraction (FES) electron microscopy (FES). In the next step, the efficiency of the synthesized nanoparticles in the batch system was investigated by changing one parameter and keeping the other parameters constant in removal of the tetracycline antibiotic. Results: Increasing the pH from 3 to 7 caused efficiency increase, but decreased again to pH = 11. As the contact time increases, the efficiency increases. This increase was steepest for 60 minutes and is almost constant after 60 minutes. According to other available concentrations,the contact time of 60 minutes was chosen as the optimum time. The efficiency without the presence of interfering ions in optimum condition was 81.68%. By adding the interfering ions the efficiency at the lowest concentration level of the interferers was 62.29% (nitrate), 40.11% (sulfate), 55.32% (Cu) and 43.56% (fluoride) decreased. The highest reduction was obtained with sulfate ion at 300 ppm which showed an efficiency of 15%. Conclusion: The results of this study showed that MgO adsorbent can efficiently remove tetracycline contaminants from water resources.