حذف متوتركسات از محلول هاي آبي با استفاده از نانو كامپوزيت AC@Fe3O4@ZnO : مطالعه تعادلي و سينتيكي

Removal of Methotrexate from Aqueous Solutions Using AC@Fe3O4@ZnO Nanocomposite: Equilibrium and Kinetic Studies

باقي‌مانده‌هاي دارويي در محيط در زمره آلاينده‌هاي مهمي هستند كه براي سلامت انسان و ساير زيستمندان خطرات جدي به‌دنبال دارند. بنابراين، حذف آن­ها از فاضلاب­ امري ضروري است. اين مطالعه با هدف تعيين كارايي حذف داروي متوتركسات توسط نانوكامپوزيت كربن فعال مغناطيسي اصلاح­ شده با نانوذرات روي اكسيد از محلول آبي انجام شد. بدين منظور، نانوكامپوزيت به‌روش هيدروترمال سنتز و خصوصيات ظاهري آن با استفاده از ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM)، دستگاه پراش پرتو ايكس (XRD)، pH نقطه صفر (pHpzc)، طيف­ مادون‌قرمز (FT-IR)، آناليز BET و منحني VSM بررسي شد. از طرفي، اثر متغيرهاي pH، مقدار جاذب و زمان تماس بر كارايي حذف متوتركسات بررسي شد. نتايج نشان داد كه بيشينه آهنگ حذف دارو در 7 = pH، زمان تماس min 60 و مقدار جاذب برابر با g 0/020 بوده است. همچنين، در شرايط بهينه، جذب با ضرايب همبستگي 0/994 و 0/999 به‌ترتيب از ايزوترم لانگموير و مدل سينتيكي شبه مرتبه دوم تبعيت كرد. علاوه بر آن، بيشينه ظرفيت جذب جاذب تهيه شده mg/g 400 برآورد شد. با استناد به نتايج، از نانوكامپوزيت كربن فعال مغناطيسي اصلاح‌شده با نانوذرات روي اكسيد مي­توان به‌عنوان يك جاذب مؤثر، در دسترس و اقتصادي براي حذف متوتركسات از پساب­ هاي دارويي استفاده كرد.

Since pharmaceutical residues are important pollutants that lead to producing serious hazards to humans, and other living organisms, their removal from the effluents is essential for environmental protection. This study was conducted to the evaluation of the removal efficacy of methotrexate from aqueous solutions using AC@Fe3O4@ZnO nanocomposite. In so doing, AC@Fe3O4@ZnO nanocomposite was synthesized by hydrothermal method and used as a novel adsorbent for the removal of methotrexate from an aqueous solution. AC@Fe3O4@ZnO nanocomposite characterized using X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), pHpzc, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), Brunauer, Emmett, and Teller (BET) and vibrating sample magnetometry (VSM) analysis methods. The influence of pH, amount of adsorbent, temperature, and contact time on the removal efficacy were studied. Based on the results, the removal efficiency increased until 0.02 g adsorbent and 60 min contact time. The optimum pH for methotrexate removal was 7.0. In addition, under these conditions, the adsorption process followed the Langmuir adsorption isotherm with a correlation coefficient of 0.994 and a pseudo-second-order kinetic model with a correlation coefficient of 0.999. The maximum adsorption capacity of the synthesized adsorbent was 400 mg/g. In conclusion, the AC@Fe3O4@ZnO nanocomposite could be considered as an efficient adsorbent for the removal of methotrexate from pharmaceutical wastewater.