حذف تاموکسیفن از محیط‌های آبی با استفاده از نانوذرات مگنتایت عامل‌دار شده با هیدروکربن‌های درخت‌سان: مطالعه تعادلی و سینتیکی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترای تخصصی، گروه محیط ‌زیست، دانشکده منابع طبیعی و محیط‌ زیست، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

2 دانشیار، گروه محیط ‌زیست، دانشکده علوم پایه، واحد همدان، دانشگاه آزاد اسلامی، همدان، ایران

3 استاد، گروه شیمی تجزیه، دانشکده علوم پایه، واحد تهران مرکزی، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

4 دانشیار، گروه محیط ‌زیست، دانشکده منابع طبیعی و محیط‌ زیست، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

5 استاد، گروه مهندسی محیط ‌زیست، دانشکده منابع طبیعی و محیط ‌زیست، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

چکیده

باقیمانده داروها به‌عنوان ترکیبات آلاینده در منابع آبی منجر به ایجاد خطر برای انسان و دیگر جانداران می‌شود. بنابراین برای حفظ محیط‌ زیست حذف آن‌ها از فاضلاب امری ضروری است. لذا این مطالعه با هدف بررسی کارایی حذف داروی تاموکسیفن توسط نانوذرات مگنتایت عامل‌دار شده با هیدروکربن‌های درخت‌سان از محلول آبی انجام شد. به این منظور جاذب به‌روش هم‌رسوبی شیمیایی سنتز و کارایی آن در حذف دارو مورد ارزیابی قرار گرفت. ویژگی‌های ظاهری جاذب با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، دستگاه پراش پرتو ایکس، pH نقطه صفر (pHpzc)، طیف مادون قرمز،
 آنالیز
TGA و منحنی VSM بررسی شد. غلظت باقیمانده تاموکسیفن در محلول آبی توسط دستگاه اسپکتروفتومتر در طول موج 236 نانومتر خوانده شد. نتایج بیانگر آن بود که با افزایش زمان تماس تا 40 دقیقه، مقدار pH برابر با 7 و مقدار جاذب تا 03/0 گرم، کارایی حذف تاموکسیفن از محلول افزایش می‌یابد. همچنین پیروی فرایند جذب از ایزوترم جذب فروندلیچ و مدل سینتیکی شبه‌مرتبه دوم به اثبات رسید. با استناد به نتایج می‌توان اذعان کرد که از نانوذرات مگنتایت عامل‌دار شده با هیدروکربن‌های درخت‌سان می‌توان به‌عنوان یک جاذب مؤثر و در دسترس برای حذف باقیمانده تاموکسیفن از فاضلاب و پساب شرکت‌های دارویی استفاده کرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Removal of Tamoxifen from Aqueous Solutions Using Magnetite Nanoparticles Modified with PAMAM: Study of Equilibrium and Kinetic

نویسندگان [English]

  • Mehrnaz Ghoochian 1
  • Soheil Sobhanardakani 2
  • Homayon Ahmad Panahi 3
  • Lobat Taghavi 4
  • Amir Hessam Hassani 5
1 PhD Student, Dept. of Environment, College of Natural Resources and Environment, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
2 Assoc. Prof., Dept. of Environment, College of Basic Sciences, Hamedan Branch, Islamic Azad University, Hamedan, Iran
3 Prof., Dept. of Chemistry, College of Basic Sciences, Central Tehran Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
4 Assoc. Prof., Dept. of Environment, College of Natural Resources and Environment, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
5 Prof., Dept. of Environmental Engineering, College of Natural Resources and Environment, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
چکیده [English]

The drug residues as a contaminant in water resources can lead to risks for humans and other biologists. Therefore, removal of them from the effluents is essential for environmental protection. Therefore, this study was conducted with the aim of evaluation of the removal efficacy of tamoxifen from aqueous solutions using magnetite nanoparticles modified with PAMAM. In this study, magnetite nanoparticles modified with PAMAM were synthesized by co-precipitation method and used as an adsorbent for the removal of tamoxifen from aqueous solution. Magnetite nanoparticles modified with PAMAM characterized using X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), pHpzc, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), and vibrating sample magnetometry (VSM) analysis methods. We used UV–visible spectrophotometer to determined tamoxifen in the solution at 236 nm. The results showed that removal efficiency increased until 0.03 g adsorbent, pH =7.0 and 40 min contact time. Also, the adsorption process followed the Freundlich adsorption isotherm and pseudo-second-order kinetic model. Based on the results it can be admitted that the magnetite nanoparticles modified with PAMAM can be used as an effective and available absorbent to remove tamoxifen from sewage and pharmaceutical wastewater.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Tamoxifen
  • Magnetite nanoparticles
  • PAMAM
  • Isotherm
  • Kinetic
  • Adsorption

Azizian, S. 2004. Kinetic models of sorption: a theoretical analysis. Journal of colloid and Interface Science, 276, 47-52.

Chamart, S., Hanocq, M., Leclercq, G. & Devleescchouwer, N. 1993. Adsorption of tamoxifen and 2-methyl derivatives under cell culture conditions. International Journal of Pharmaceutics, 99,
59-65.

Chevalier, M. T., Rescignano, N., Martin-Saldaña, S., González-Gómez, Á., Kenny, J. M., San Román, J., et al. 2017. Non-covalently coated biopolymeric nanoparticles for improved tamoxifen delivery. European Polymer Journal, 95, 348-357.

Fallou, H., Cimetière, N., Giraudet, S., Wolbert, D. & Le Cloirec, P. 2016. Adsorption of pharmaceuticals onto activated carbon fiber cloths–modeling and extrapolation of adsorption isotherms at very low concentrations. Journal of Environmental Management, 166, 544-555.

Ferrando-Climent, L., Gonzalez-Olmos, R., Anfruns, A., Aymerich, I., Corominas, L., Barceló, D., et al. 2017. Elimination study of the chemotherapy drug tamoxifen by different advanced oxidation processes: Transformation products and toxicity assessment. Chemosphere, 168, 284-292.

Haidary, S. M., Mohammed, A. B., Córcoles, E. P., Ali, N. K. & Ahmad, M. 2016. Effect of coatings and surface modification on porous silicon nanoparticles for delivery of the anticancer drug tamoxifen. Microelectronic Engineering, 161, 1-6.

Khodadust, R., Unsoy, G., Yalcın, S., Gunduz, G. & Gunduz, U. 2013. PAMAM dendrimer-coated iron oxide nanoparticles: Synthesis and characterization of different generations. Journal of Nanoparticle Research, 15, Article No. 1488.

Mater, N., Geret, F., Castillo, L., Faucet-Marquis, V., Albasi, C. & Pfohl-Leszkowicz, A. 2014. In vitro tests aiding ecological risk assessment of ciprofloxacin, tamoxifen and cyclophosphamide in range of concentrations released in hospital wastewater and surface water. Environment International, 63, 191-200.

Sobhanardakani, S. & Zandipak, R. 2015. 2, 4-Dinitrophenylhydrazine functionalized sodium dodecyl sulfate-coated magnetite nanoparticles for effective removal of Cd (II) and Ni (II) ions from water samples. Environmental Monitoring and Assessment, 187, 1-14.

Sobhanardakani, S. & Zandipak, R. 2017. Synthesis and application of TiO2/SiO2/Fe3O4 nanoparticles as novel adsorbent for removal of Cd (II), Hg (II) and Ni (II) ions from water samples. Clean Technologies and Environmental Policy, 19, 1913-1925.

Sobhanardakani, S., Zandipak, R. & Sahraei, R. 2013. Removal of Janus Green dye from aqueous solutions using oxidized multi-walled carbon nanotubes. Toxicological and Environmental Chemistry, 95, 909-918.

Wang, J., Cai, X., Fernandes, J. R., Ozsoz, M. & Grant, D. H. 1997. Adsorptive potentiometric stripping analysis of trace tamoxifen at a glassy carbon electrode. Talanta, 45, 273-278.

Wang, Y., Su, P., Wang, S., Wu, J., Huang, J. & Yang, Y. 2013. Dendrimer modified magnetic nanoparticles for immobilized BSA: a novel chiral magnetic nano-selector for direct separation of racemates. Journal of Materials Chemistry B, 1, 5028-5035.

Zandipak, R. & Sobhanardakani, S. 2016. Synthesis of NiFe2O4 nanoparticles for removal of anionic dyes from aqueous solution. Desalination and Water Treatment, 57, 11348-11360.

Zhang, S., Dong, Y., Yang, Z., Yang, W., Wu, J. & Dong, C. 2016. Adsorption of pharmaceuticals on chitosan-based magnetic composite particles with core-brush topology. Chemical Engineering Journal, 304, 325-334.