فرشید قربانی چقامارانی

ترکیبات دارویی یکی از آلاینده‌های نوپدید هستند که در دهه‌های اخیر توجه بسیاری را به خود معطوف داشته‌اند. در بین ترکیبات دارویی، آنتی بیوتیک‌ها به دلیل گستردگی استفاده و نسبت پایین جذب در بدن انسان و دام‌ها، بخش گسترده‌ای از آن به محیط زیست و بخصوص اکوسیستم‌های آبی راه پیدا می‌کند. از سوی دیگر، تجزیه فتوکاتالیستی آلاینده‌های آلی در سال‌های اخیر مورد توجه محققین بسیاری قرار گرفته است. از این رو، هدف پژوهش حاضر در ابتدا تولید فتوکاتالیست بر پایه کلینوپتیلولایت (CNP) به عنوان یک زئولیت طبیعی و اصلاح آن با عناصر روی و آلومینیوم و سپس کاربرد آن در تجزیه تتراسایکلین به عنوان الگویی از ترکیبات دارویی بوده است. لذا، ابتدا اثر مقدار روی بر عملکرد نانوکامپوزیت ZnO/CNP-(2, 5 and10) بررسی شد (اعداد داخل پرانتز مقدار روی بر حسب گرم بر لیتر به ازای هر 20 گرم CNP است). پس از تعیین حالت بهینه عملکرد نانو کامپوزیت تولید شده تحت نور مرئی و یووی، برای افزایش کارایی با آلایشگر آلومینیوم اصلاح شد. CNP، نانوکامپوزیت ZnO/CNP و نانوکامپوزیت آلایش شده Al:ZnO/CNP-10 با آنالیزهای ساختاری توسط روش‌های SEM، EDX، Mapping، XRD، FTIR، UV-Vis و DLS تعیین مشخصات شدند. بر اساس نتایج به دست آمده نانوکامپوزیت ZnO/CNP-10 تحت نور یو وی با مقادیر 27/42% جذب و 49/59% تجزیه بهترین شرایط را داشت لذا برای آلایش با آلومینیوم و بهینه سازی متغیرهای محیطی بکار رفت. در ادامه اثر متغیر‌های مستقل مختلف شامل pH (5-9)، غلظت اولیه تتراسایکلین (mg.L-1 150 تا 5/37)، دوز کاتالیست (g.L-1 4/1 تا 6/0) و زمان (120-70 دقیقه) جهت یافتن بهترین شرایط پاسخ (جذب، تجزیه و حذف کل) به صورت هم زمان و با طراحی آماری توسط نرم افزار Design-Expert با استفاده از روش سطح پاسخ (RSM) و طراحی ترکیبی مرکزی (CCD) مورد بررسی قرار گرفت. نتایح بدست آمده نشان داد که شرایط بهینه عددی نرم افزار برای حذف آنالیت هدف pH اولیه محلول 71/6، غلظت تتراسایکلین mg.L-1 75/100، دوز کاتالیست g.L-1 14/1 و زمان 120 دقیقه بود. که در این شرایط مقدار جذب، تجزیه و حذف کل به ترتیب 03/30%، 81/70% تجزیه و 88/80% حذف کل به دست آمد. مطلوبیت مدل در این شرایط برابر 975/0 بود. در نهایت سینتیک شبه مرتبه اول و دوم بر داده های تجربی برازش داده شد که بیانگر این بود که مدل شبه مرتبه دوم فرآیند حذف را با دقت بیشتری پیش‌بینی کرد. بر اساس یافته‌های این تحقیق، فتوکاتالیست سنتز شده می‌تواند به‌عنوان یک روش مؤثر و پایدار برای تصفیه آب‌های آلوده به ترکیبات دارویی پیشنهاد شود.