بررسی حذف فوتوکاتالیستی آموکسی¬سیلین با استفاده از سنتز نانوذرات مغناطیسی Fe-TiO2@Fe3O4 از محلول¬های آبی

Survey of Photocatalytic removal of amoxicillin using synthesis of Fe-TiO2 @ Fe3O4 magnetic nanoparticles from aqueous solutions


چاپ صفحه
پژوهان
صفحه نخست سامانه
مجری و همکاران
مجری و همکاران
اطلاعات تفضیلی
اطلاعات تفضیلی
دانلود
دانلود
علوم پزشکی زاهدان
علوم پزشکی زاهدان

مجریان: حسین معین

کلمات کلیدی: آموکسی¬سیلین، فوتوکاتالیستی، Fe-TiO2@Fe3O4

اطلاعات کلی طرح
hide/show

کد طرح 9526
عنوان فارسی طرح بررسی حذف فوتوکاتالیستی آموکسی¬سیلین با استفاده از سنتز نانوذرات مغناطیسی Fe-TiO2@Fe3O4 از محلول¬های آبی
عنوان لاتین طرح Survey of Photocatalytic removal of amoxicillin using synthesis of Fe-TiO2 @ Fe3O4 magnetic nanoparticles from aqueous solutions
نوع طرح بنیادی-کاربردی
محل اجرای طرح
رسته مطالعاتی مطالعه تجربی (Experimental)(مطالعه کمی)
دانشکده/مرکز مرکز تحقیقات ارتقاء سلامت
زمان اجرا -روز 360

اطلاعات مجری و همکاران
hide/show

نام و نام‌خانوادگی سمت در طرح نوع همکاری درجه‌تحصیلی پست الکترونیک
حسین معینمجریتدوین طرحدکترای تخصصی hmoein26@yahoo.com
حسین کمانیهمکارمشاور علمیدکترای تخصصی hossein_kamani@yahoo.com
آرام دخت خطیبیهمکارمشاور علمیدکترای تخصصی khatibi.aram@gmail.com
الهام نورآبادیهمکارتدوین طرحکارشناسی ارشدnoorabadi17@gmail.com
علیرضا خرمهمکارمتودولوژیستدکترای تخصصی alirezakhorram_20@yahoo.com
شیما نخعیهمکارتدوین طرحکارشناسی ارشدshimanakhaie@yahoo.com

اطلاعات تفضیلی
hide/show

عنوان متن
خلاصه طرح به فارسی بررسی حذف فوتوکاتالیستی آموکسی¬سیلین با استفاده از سنتز نانوذرات مغناطیسی Fe-TiO2@Fe3O4 از محلول¬های آبی
خلاصه طرح به لاتینSurvey of Photocatalytic removal of amoxicillin using synthesis of Fe-TiO2 @ Fe3O4 magnetic nanoparticles from aqueous solutions
محل اول بکارگیری نتایج تحقیق
بيان مسئله تحقيق/اهمیت پژوهش

آنتی­بیوتیک­ها به طور گسترده به عنوان داروهای انسانی، حیوانی برای درمان عفونت­های میکروبی استفاده می­شوند(1, 2). حدود 90-30 درصد آنتی­بیوتیک­ها در بدن انسان و حیوانات تجزیه نشده و به صورت ترکیبات فعال از ادرار و مدفوع وارد محیط زیست می­شوند(3). برخی از عوارض نامطلوب آنتی­بیوتیک­ها شامل: افزایش مقاومت باکتریایی، ژنوتوکسیت و اختلالات گوارشی می­باشد(4, 5). ترکیبات دارویی از منابعی مثل صنایع دارویی، پساب بیمارستان­ها، مدفوع انسان و احشام، پساب تصفیه­خانه­های فاضلاب، فعالیت­های آزمایشگاهی و تحقیقاتی به محیط­های آبی وارد می­شوند(6, 7). تصفیه متعارف فاضلاب فقط90 -60 درصد آنتی­بیوتیک­ها را حذف می­کند(3, 8). ترکیبات دارویی شامل آنتی­بیوتیک­ها در محیط­های آبی از جمله آب­های سطحی، آب­های زیرزمینی، پساب فاضلاب­ها و حتی در آب آشامیدنی، خاک و رسوبات مشاهده شده است(1, 6).

آنتی­بیوتیک­های بتالاکتام (آمپی­سیلین، آموکسی­سیلین و پنی­سیلین)، پرمصرف­ترین گروه آنتی­بیوتیک­های مصرفی جهان ( بیش از65 درصد ) است و در ایران نیز 6/32 درصد است و پرمصرف­ترین آنها آموکسی­سیلین می­باشد(9). آموکسی­سیلین یک آنتی­بیوتیک بتالاکتام (فرمول شیمیایی (C16H19N3O5S3) با وزن مولکولی 41/365 گرم بر مول هستند و کاربردش برای درمان عفونت­های باکتریایی معده­ای روده­ای و سیستماتیک می­باشد(10, 11). آموکسی­سیلین از دسته پنی­سیلین نیمه­سنتز است که دارای ویژگی­های ضدمیکروبی به دلیل وجود حلقه بتالاکتام در ساختارش است(4). روش­های مورد استفاده برای حذف آنتی­بیوتیک­ها شامل فرآیندهای غشایی(12)، جذب(2, 3, 7, 9-11) و فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته شامل: ازن­زنی(8, 13, 14) اشعه ماوراء­بنفش(4) و روش­های ترکیبی مثل فتوفنتون (15)، الکتروفنتون (5)، UV/H2O2، UV/TiO2 ،UV/ZnO ، UV/Sn/TiO2 ، UV/H2O2/TiO2 است(4, 6, 16, 17).

از بین روش­های فوق، فرآیند اکسیداسیون پیشرفته، روش عالی و موثر برای تجزیه انواع آلاینده­های خطرناک، مقاوم و غیر­قابل­تجزیه از محلول­های آبی است(18). چرا که دارای مزایایی از جمله سادگی فرایند، هزینه پایین، راندمان بالا و معدنی­کردن باعث حذف موثر آلاینده­ها می­شوند(19, 20). فتوکاتالیست، تجزیه آلاینده­ها با استفاده از نور در حضور یک کاتالیزور شتابدهنده می­باشد(21). استفاده از کاتالیست در فرآیندهای ازن زنی و اشعه ماوراءبنفش باعث افزایش سرعت واکنش، کاهش زمان مورد نیاز، افزایش تولید رادیکال هیدروکسیل، کاهش تولید فرآورده­های سمی و افزایش راندمان می­شود(14, 22, 23). امروزه از  مواد نیمه­رسانای مختلف مانند: (Tio2،Mno2 ، Al2o3  وZnO ،  CuO،MgO ، ... )،  فلزات یا اکسید­های فلزی تقویت شده (Cu/Tio2، Cu/Al2o3،Fe2o3/Al2  O3 ، TiO2/Al2O3 ، Co/SiO2 ، Ru/CeO2 ، MnOx/ZrO2 ، CoOx/Al2o3 ) و برخی از مواد متخلخل (کربن­فعال گرانولی، زئولیت، سرامیک لانه­زنبوری و غیره ) به کرات برای حذف آلاینده­ها در تصفیه آب و فاضلاب استفاده می­شود(22, 24). از بین روش­های اکسیداسیون پیشرفته، فرایندهای مبتنی بر مواد نیمه­رسانا مانند  ZnO و TiO2 به دلیل راندمان بالا در حذف آلاینده­ها بیشتر مورد توجه قرار گرفته است(21). کاربرد دی­اکسیدتیتانیوم به دلیل شکاف گسترده باند (2/3 الکترون­ولت)، بازده کوانتومی کم آن، و ترکیب مجدد حفره/الکترون محدود می­شوند . که از روش­های اصلاح فتوکاتالیستی می­توان دابد کردن با یون­های فلزی (مانندMn2+, Ni2+،  Zn2+،Ag, Au, Pt,  Fe2+ و...)، غیر­فلزی(مثل بور(B)، نیتروژن(N))، حساس سازی با رنگها(حساس سازی با کمپلکسهای سطحی)، حساس سازی با پلیمرها و ایجاد هتروژن با نیمه هادی­های دیگر را نام برد. که از بین روشهای فوق دابد کردن با یون­های فلزی بهترین نتایج دلخواه را داشته است. در روش دابد کردن با یون­های فلزی، در بین انواع مختلف فلزات، Fe3+ به دلیل آرایش الکترونی نیمه­پر و  مشابهت زیاد شعاع یونی Fe3+ (645/0آنگستروم) به Ti4+ (604/0 آنگستروم) و اتصال آسان به شبکه کریستالی دی­اکسید­تیتانیوم (مهارترکیب مجدد حفره و الکترون) به عنوان  یک عنصر مناسب مطرح شده است(25-29).

روشهای مختلفی برای تهیه نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم غنی شده با آهن وجود دارد که از آن جمله می توان به روش های هیدروترمال (Hydrothermal)، سل-ژل (Sol-gel)، پلاسما اکسیداتیو پیرولیز (Plasma Oxidative Pyrolysis)، فلیم اسپری پیرولیز (Flame Spray Pyrolysis)، ترسیب و غوطه ورسازی(Co-precipitation and Immersion) و اشباع مرطوب (Wet Impregnation) اشاره کرد که در میان آنها  روش سل-ژل به طور وسیعی مورد استفاده است. در دو دهه­ی اخیر مطالعات فراوانی درباره تولید فیلم­های نازک و غشاء های سرامیکی به روش سل ژل انجام شده است. سل ژل در مقایسه با روش­های دیگر تولید نانو ذرات فواید فراوانی دارد از ویژگی­های این روش سادگی کار، کنترل پذیری ترکیب، عدم نیاز به تجهیزات ویژه، خلوص و همگنی محصول، امکان استفاده از عناصر آلاینده در غلظت­های بالا و توانایی پوشش دهی سطوح بزرگ و پیچیده است(30-32). یکی از مشکلاتی که در استفاده از این نانوذرات در مرحله آزمایشگاهی و مقیاس واقعی کاربرد دارد جداسازی چنین ذراتی از محیط محلول است. بنابرین ساخت نانوذراتی که توانایی جذب طیف وسیعی از نور و انجام فرایند تجزیه را داشته باشد و از طرفی به راحتی بتوان آن را از محلول جداکرد از اهمیت ویژه ای برخوردار است. بنابراین هدف از انجام این مطالعه سنتز نانوذرات دی اکسید تیتانیوم دابدد شده با یون آهن است که دارای گاف انرژی کمتری نسبت به دی اکسید تیتانیوم خالص است و همچنین دارای خاصیت مغناطیسی خوبی جهت جداسازی این نانوذرات از محلول می­باشد تا استفاده از این نانوذرات را در محیط آزمایشگاهی و همین طور تصفیه خانه های آب و فاضلاب راحتر سازد.

بررسی متون: مطالعه تجزیه فوتوفنتون آموکسی­سیلین با استفاده از کامپوزیت تیتانیوم دی اکسید مغناطیس شده توسط Qilong Li و همکاران انجام شد نتایج نشان داد که این کامپوزیت و هیدروژن پراکسید برای تجزیه آموکسی سیلین موثر بوده است و این کامپوزیت بعد از چهار بار بازیابی مجدد جهت حذف آموکسی­سیلین راندمان 2/85 درصد حاصل گردید(33).  

سنتز نانوذرات TiO2/Fe3O4 وTiO2/SiO2/Fe3O4  به روش سل ژل و بررسی کارایی آن در حذف فتوکاتالیستی ترکیبات دارویی نشان داد که راندمان حذف ترکیبات دارویی با این نانوذرات مغناطیسی در مقایسه با فتوکاتالیست تیتانیوم دی­اکسید دگوسا 25 (P25) افزایش زیادی داشت. علاوه بر این، نانوذرات TiO2/Fe3O4 و  TiO2/SiO2/Fe3O4قابلیت بازیابی راحت تری داشت(34).

مطالعه تجزیه فوتوکاتالیستی 2و4­دی­کلروفنل با استفاده از نانوذرات Fe/TiO2 نشان داد که نانوذرات تیتانیوم دی­اکسید دابد شده با آهن به روش سل ژل ساخته شد و کارایی این ذرات فتوکاتالیست و پارامترهای موثر دیگر در حذف دی­کلروفنل بررسی شد. مقادیر بهینه پارامترها برابر است: مقدار pH  بهینه 4، یک درصد وزنی Fe/TiO2، زمان پرتودهی 2 ساعت و طول موج UV 254 نانومتر که راندمان تجزیه و حذف کل کربن آلی به ترتیب 97 و 71 درصد بدست آمد(35).

مطالعه تجزیه فوتوکاتالیستی رنگ دایرکت بلو 71 با استفاده از  Fe-TiO2@Fe3O4توسط Fallah Shojaei و همکاران انجام شد نشان داد که راندمان حذف رنگ در 50 دقیقه 6/99 درصد حاصل شد. ویژگی­های سطحی، ساختاری، کریستالی و فازی نانوذرات با استفاده از تکنیک­های XRD, SEM, HRTEM, EDX, BET, DRS, VSM بررسی شد. آزمایشات فوتوکاتالیستی در تجزیه رنگ نشان داد که کاتالیست سنتز شده رفتار خوبی در تجزیه رنگ تحت شرایط مرئی دارد(36).

در مطالعه ای که توسط محسن رضائی و همکاران برای حذف آموکسی سیلین از محلول­های آبی سنتتیک با استفاده از فرآیند الکتروفنتون در سال 2015 انجام شد :  بالاترین سطح راندمان در pH اولیه 3 ، الکترولیت 5/2 گرم بر لیتر ، شدت جریان 50 میلی­آمپر بر سانتی­متر­مربع ،16/0 مولH2O2 ، غلظت ورودی 30 میلی­گرم بر لیتر با زمان ماند 120 دقیقه ، در حدود 94 درصد بدست آمد. الکتروفنتون راندمان قابل قبولی در حذف آموکسی­سیلین با به کارگیری الکترود آهن از پساب دست­ساز در مقیاس آزمایشگاهی در شرایط مربوط به این مطالعه در غلظت­های کمتر از 50 میلی گرم بر لیتر نشان داد(5).

مشکل جاری که سیاست گزار با آن مواجه است کدام است؟
روش های موجود کدامها هستند؟
پیشنهاد اول نحوه کاربرد
محل دوم بکارگیری نتایج تحقیق
سوالات و / یا فرضیات پژوهش
  1. آیا تغییرات pH  بر کارایی فرآیند حذف فوتوکاتالیستی آموکسی ­سیلین با استفاده از نانوذرات مغناطیسی (Fe- TiO2@Fe3O4) از محلول­های آبی تاثیر گذار است؟
  2. آیا تغییرات غلظت اولیه آلاینده بر کارایی فرآیند حذف فوتوکاتالیستی آموکسی­سیلین با استفاده از نانوذرات مغناطیسی (Fe- TiO2@Fe3O4) از محلول­های آبی تاثیر گذار است؟
  3. آیا تغییرات غلظت اولیه نانوذرات  سنتز شده  بر کارایی فرآیند حذف فوتوکاتالیستی آموکسی­سیلین با استفاده از نانوذرات مغناطیسی (Fe-TiO2@Fe3O4) از محلول­های آبی تاثیر گذار است؟
  4. آیا تغییرات  زمان­های مختلف واکنش بر کارایی فرآیند حذف فوتوکاتالیستی آموکسی­سیلین با استفاده از نانوذرات مغناطیسی (Fe-doped TiO2@Fe3O4) از محلول­های آبی تاثیر گذار است؟
  5.  آیا تغییرات  شدت تابش بر کارایی فرآیند حذف فوتوکاتالیستی آموکسی­سیلین با استفاده از نانوذرات مغناطیسی (Fe-doped TiO2@Fe3O4) از محلول­های آبی تاثیر گذار است؟
هدف کلی طرح

تعیین کارایی فرآیند فوتوکاتالیستی آموکسی­سیلین با استفاده از نانوذرات مغناطیسی  Fe-TiO2@Fe3O4 در محلول­های آبی

منافع و مضرات روشهای موجود کدامند؟
چرا پیام تحقیق شما حلال مشکل جاری است؟
اهداف اختصاصی

 

  1. تعیین خصوصیات نانوذرات دابد شده مغناطیسی سنتز شده با انالیزهای VSM, XRD,BET,FE-SEM, DRS
  2. تعیین اثر پارامتر pH بر کارایی فرایند حذف فوتوکاتالیستی آموکسی­سیلین با استفاده از نانوذرات مغناطیسی (Fe- TiO2@Fe3O4) از محلول­های آبی
  3. تعیین اثر تغییرات غلطت اولیه آلاینده بر کارایی فرایند حذف فوتوکاتالیستی آموکسی­سیلین با استفاده از نانوذرات مغناطیسی (Fe- TiO2@Fe3O4) از محلول­های آبی
  4.  تعیین اثر تغییرات غلظت نانوذرات سنتز شده بر کارایی فرایند حذف فوتوکاتالیستی آموکسی­سیلین با استفاده از نانوذرات مغناطیسی (Fe- TiO2@Fe3O4) از محلول­های آبی
  5. تعیین تاثیر زمان­های مختلف واکنش بر کارایی فرآیند حذف فوتوکاتالیستی آموکسی­سیلین با استفاده از نانوذرات مغناطیسی (Fe- TiO2@Fe3O4) از محلول­های آبی
  6. تعیین تاثیر شذت تابش  بر کارایی فرآیند حذف فوتوکاتالیستی آموکسی­سیلین با استفاده از نانوذرات مغناطیسی (Fe- TiO2@Fe3O4) از محلول­های آبی
پیشنهاد دوم نحوه کاربرد
محل سوم بکارگیری نتایج تحقیق
سازمانها، مراکز و موسسات و سایر بهره برداران بالقوه دستاوردهای طرح

داروسازی، سازمان منابع طبیعی، شهرداری ها، سازمان آب و فاضلاب

پیام تحقیق شما چه منافعی از نظر هزینه، کارایی و بهره وری برای مدیر دارد؟
برای اجرای راه حل پیشنهادی شما چه موانع و حمایتهایی وجود دارند؟
تعریف واژه های تخصصی

 فرایند فوتوکاتالیستی: تحریک نانوذرات با اشعه فرابنفش و تولید رادیکال هیدروکسیل برای حذف الاینده ها

پیشنهاد سوم نحوه کاربرد
محل چهارم بکارگیری نتایج تحقیق
نوع مطالعه

تجربی-آزمایشگاهی

جامعه مورد مطالعه(معرفی مشارکت کنندگان)/ محیط پژوهش(معیارهای ورود و خروج ذکر شوند)

جامعه مورد مطالعه: محلول­های سنتتیک حاوی غلظت­های مختلف آنتی­بیوتیک آموکسی­سیلین در آزمایشگاه

معیارهای ورود : نمونه سنتتیک شده  حاوی آنتی­بیوتیک آموکسی­سیلین باشد.

پیشنهاد چهارم نحوه کاربرد
حجم نمونه و روش محاسبه آن

ردیف

نام آزمایش

محدوده آزمایش

تعداد آزمایش

زمان

تعداد نمونه

1

pH

 9-7-5-3

4

5

20

2

دوز نانوذره

1- 8/0- 6/0- 4/0گرم در لیتر

4

5

20

3

غلظت آموکسی­سیلین

40-60-80-100 میلی گرم در لیتر

4

5

20

4

مجموع

 

 

 

60

روش نمونه گیری(نحوه تخصیص تصادفی و همسانسازی در صورت لزوم ذکر شود)

نمونه­ها در آزمایشگاه به صورت سنتتیک ساخته می­شود

روش و ابزار جمع آوري داده ها / صحت و استحکام داده ها (پرسشنامه یا فرم اطلاعاتی ضمیمه شود)

در انتهای هر فرآیند نمونه های مورد آزمایش از فیلتر سرنگی عبور داده می­شوند سپس با استفاده از دستگاه اسپکتروفتومتری و آزمایش COD مقدار آنتی بیوتیک باقی مانده قرائت می­شود و با توجه به میزان درصد حذف، کارایی فرآیند تعیین خواهد شد.

روش اجرای طرح(با جزئیات بطور کامل شرح داده شود)

این مطالعه در 2 بخش کلی انجام خواهد شد. بخش اول مربوط به ساخت نانو ذره دابد شده مغناطیسی خواهد بود و بخش دوم مربوط به سنجش و ارزیابی سودمندی کاتالیست تهیه شده در حذف آموکسی­سیلین می­باشد.

مواد و وسایل مورد نیاز: آنتی­بیوتیک آموکسی­سیلین (شرکت سیگما آلدریچ ) ، اسیدسولفوریک 1/0 نرمال ( ساخت شرکت Merch)، سدیم هیدروکسید 1/0 نرمال(ساخت کشور Merch)، لامپ UV (شرکت ایرانی لاپترن) از لوازم پزشکی خریداری گردد.  

مواد مورد استفاده جهت سنتز نانو فتوکاتالیست Fe3+-TiO2

- پروپانول محصول MERCK آلمان، نیترات آهن .9H2O(Fe(NO3)3) محصول MERCK آلمان، اسید نیتریک (HNO3) محصول MERCK آلمان، تیتانیم تترا ایزو پروپوکسید (TTIP) محصول MERCK آلمان، کلرید آهن (FeCL2) و FeCl3 محصول مرک آلمان

در مرحله اول مواد مورد نیاز از شرکتهای معتبر خریداری می­شود. نانو ذره به روش سل ژل تهیه می­گردد پس از تهیه نانوذره Fe-doped TiO2@Fe3O4 با استفاده از روش تفرق اشعه ایکس (XRD) فاز آناتاز دی اکسید تیتانیوم و درصد از اجزا بررسی می گردد. برای نشان دادن پراکندگی مناسب ذرات از میکروسکوپ الکترونی روبشی (Fe-SEM) و بقیه آنالیزهای مورد نیاز دیگر مثل VSM, BET استفاده می شود.

بعد از این مرحله جمع آوری داده های مورد نیاز انجام می شود که در این مرحله جمع آوری اطلاعات تاثیر متغیر های مختلف از قبیل غلظت آلاینده، pH محلول و مقدار کاتالیست در سطوح مختلف در راندمان فرایند فوتوکاتالیستی مطالعه می شود.

بخش اول: تهیه Fe-doped TiO2@Fe3O4 و تعیین خصوصیات کاتالیست تولیدی

روش تهیه نانو ذره روش سل - ژل است، در این روش از تیتانیوم تتراایزوپروپوکسید به عنوان ماده تیتانیوم دار و نیترات آهن به عنوان منبع آهن استفاده می شود. همچنین از اتانول به عنوان حلال و آب برای هیدرولیز استفاده می­شود. برای این منظور 3میلی­لیتر تیتانیوم تتراایزوپروپوکسید، مقدار مشخصی نیترات آهن و نانوذره آهن در 20 میلی­لیتر اتانول حل شود و محلول به مدت 15 دقیقه همزده شود (محلولA). 2 میلی­لیتر آب دیونیزه به 10 میلی­لیتر اتانول حاوی اسید نیتریک اضافه گردد تا 15 دقیقه عمل همزدن به طور مداوم انجام شود (محلولB). محلول B قطره قطره به محلول A که روی همزن مغناطیسی قرار گرفته بود اضافه شود بعد از گذشت 30 دقیقه از عمل همزدن، سل نیمه شفاف بدست می­اید که بمدت 5 ساعت در دمای اتاق و سپس در فور در دمای80 درجه سانتی­گراد به مدت 24 ساعت قرار داده تا خشک شود در نهایت پودر خشک شده در دمای 500 درجه سانتی­گراد درون کوره  بمدت یک ساعت برای تهیه نانو ذرات کریستالی کلسینه شود.

روش اجرا :

در ابتدای کار یک محلول استوک آموکسی­سیلین با حل کردن پودر آموکسی­سیلین در 1000 میلی­لیتر آب دیونیزه تهیه می­شود. محلول استوک تهیه شده به صورت هفتگی تهیه می­شود و برای جلوگیری از تغییر غلظت در درون یخچال در دمای 4 درجه سانتی­گراد نگهداری می­شود.

 pH نمونه­ها با اسید­سولفوریک 0.1 نرمال و سدیم هیدروکسید 0.1 نرمال توسطpHمتر تنظیم می­شود. نمونه­های ساخته شده در مجاورت لامپ UV درون راکتور قرار داده برای اختلاط نمونه­ها از مگنت و همزن مغناطیسی استفاده شود و پس از اتمام زمان تعیین شده نمونه­ها را خارج کرده از فیلتر سرنگی عبورداده و توسط دستگاه اسپکتروفتومتر و آزمایش COD آنتی­بیوتیک باقی­مانده درمحلول قرائت می­شود و براساس منحنی استاندارد غلظت خروجی آنتی­بیوتیک مشخص خواهد شد.

آزمایش COD طبق روش استاندارد متد انجام می­شود.

راندمان حذف آنتی­بیوتیک آموکسی­سیلین با استفاده از فرمول زیر  بدست می­آید :

COD0  COD0 – COD1 / = راندمان حذف آنتی­بیوتیک آموکسی­سیلین

C0: COD اولیه آنتی­بیوتیک آموکسی­سیلین     C1 : COD خروجی آنتی­بیوتیک آموکسی­سیلین

روش تجزیه، تحليل و توصیف داده‌ها (نمونه‌اي از جدول توخالي ضميمه شود و روش هاي آماري مورد استفاده به طور كامل توضيح داده شود)(کیفی و کمی)

با استفاده از نرم افزار اکسل نمودارهای مربوطه رسم می­گردد.

شماره نمونه

pH

دوز نانوذره ( g/l )

غلظت اولیه آموکسی­سیلین mg/l  )

زمان تماس (min)

راندمان حذف (%)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ملاحظات اخلاقی
  1. هدف اصلی هر پژوهشباید ارتقای سلامت انسانها توأم با رعایت کرامت و حقوق ایشان باشد) کد1).
  2. در پژوهشهای پزشکی که ممکن است به محیط زیست آسیب برسانند، باید احتیاطهای لازم در جهت حفظ و نگهداری و عدم آسیب رسانی به محیط ریست انجام گیرد(کد9).
  3. پژوهشگران موظفند که نتایج پژوهشهای خود را صادقانه ، دقیق، و کامل منتشر کنند. نتایج، اعم از منفی یا مثبت، و نیز منابع تأمین بودجه، وابستگی  سازمانی، و تعارض منافع در صورت وجود باید کاملاً آشکارسازی شوند. پژوهشگران نباید در هنگام عقد قرارداد انجام پژوهش، هیچ  گونه شرطی را مبنی بر حذف یا عدم انتشار یافتههایی که از نظر حمایت کنندهی پژوهش  مطلوب نیست، بپذیرند(کد28).
  4. نحوهی گزارش نتایج پژوهش باید ضامن حقوق مادی و معنوی تمامی اشخاص مرتبط با پژوهش، از جمله خود پژوهشگر یا پژوهشگران، آزمودنیها و مؤسسهی حمایت کنندهی  پژوهش باشد(کد29).
  5. گزارشها و مقالات حاصل از پژوهشهایی که مفاد این راهنما را نقض کردهاند، نباید برای انتشار پذیرفته شوند.(کد30).
  6. روش پژوهش نباید با ارزشهای احتماعی، فرهنگی و دینی  جامعه در تناقض باشد(31).
محدودیتهای اجرائی طرح و پیش بینی جهت حل آنها

خراب شدن دستگاه COD: تعمیر دستگاه

خراب شدن دستگاه اسپکتروفوتومتر: تعمیر دستگاه

کلمات کلیدی

آموکسی­سیلین، فوتوکاتالیستی، Fe-TiO2@Fe3O4

Amoxicillin, photocatalytic, Fe-TiO2@Fe3O4

فهرست منابع و مراجع

1.            Dimitrakopoulou D, Rethemiotaki I, Frontistis Z, Xekoukoulotakis NP, Venieri D, Mantzavinos D. Degradation, mineralization and antibiotic inactivation of amoxicillin by UV-A/TiO 2 photocatalysis. Journal of environmental management. 2012;98:168-74.

2.            Fakhri A, Adami S. Adsorption and thermodynamic study of Cephalosporins antibiotics from aqueous solution onto MgO nanoparticles. Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers. 2014;45(3):1001-6.

3.            Liu H, Liu W, Zhang J, Zhang C, Ren L, Li Y. Removal of cephalexin from aqueous solutions by original and Cu (II)/Fe (III) impregnated activated carbons developed from lotus stalks Kinetics and equilibrium studies. Journal of hazardous materials. 2011;185(2):1528-35.

4.            Jung YJ, Kim WG, Yoon Y, Kang J-W, Hong YM, Kim HW. Removal of amoxicillin by UV and UV/H 2 O 2 processes. Science of the Total Environment. 2012;420:160-7.

5.            Fazlzadeh M, Gulshan S, Bohloul A, Rezaei M. Evaluation of Electro-Fenton Process in Amoxicillin Removal from Aqueous Solutions. Journal of Health. 2016;7(3):276-87.

6.            Elmolla ES, Chaudhuri M. Photocatalytic degradation of amoxicillin, ampicillin and cloxacillin antibiotics in aqueous solution using UV/TiO 2 and UV/H 2 O 2/TiO 2 photocatalysis. Desalination. 2010;252(1):46-52.

7.            Kakavandi B, Rezaei Kalantary R, Jonidi Jafari A, Esrafily A, Gholizadeh A, Azari A. Efficiency of powder activated carbon magnetized by Fe3O4 nanoparticles for amoxicillin removal from aqueous solutions: Equilibrium and kinetic studies of adsorption process. Iranian Journal of Health and Environment. 2014;7(1):21-34.

8.            Samarghandi M, Asgari G, Chavoshi S, Ghavami Z, Mehralipour J. Performance of Catalytic Ozonation by Fe/MgO Nanoparticle for Degradation of Cefazolin from Aqueous Environments. Journal of Mazandaran University of Medical Sciences. 2015;25(128):77-90.

9.            ALAHABADI A, MOUSSAVI G, YAGHMAEIAN K, KAREMISANY H. Adsorption potential of the granular activated carbon for the removal of amoxicillin from water. 2014.

10.          Putra EK, Pranowo R, Sunarso J, Indraswati N, Ismadji S. Performance of activated carbon and bentonite for adsorption of amoxicillin from wastewater: Mechanisms, isotherms and kinetics. Water research. 2009;43(9):2419-30.

11.          Samadi MT, Shokoohi R, Araghchian M, Tarlani Azar M. Amoxicillin Removal from Aquatic Solutions Using Multi-Walled Carbon Nanotubes. Journal of Mazandaran University of Medical Sciences. 2014;24(117):103-15.

12.          Javier Benitez F, Acero JL, Real FJ, Roldán G, Rodriguez E. Ultrafiltration and nanofiltration membranes applied to the removal of the pharmaceuticals amoxicillin, naproxen, metoprolol and phenacetin from water. Journal of Chemical Technology and Biotechnology. 2011;86(6):858-66.

13.          Andreozzi R, Canterino M, Marotta R, Paxeus N. Antibiotic removal from wastewaters: the ozonation of amoxicillin. Journal of hazardous Materials. 2005;122(3):243-50.

14.          Kermani M, Bahrami Asl F, Farzadkia M, Esrafili A, Salahshur Arian S, Arfaeinia H, et al. DEGRADATION EFFICIENCY AND KINETIC STUDY OF METRONIDAZOLE BY CATALYTIC OZONATION PROCESS IN PRESENCE OF MGO NANOPARTICLES. Urmia Medical Journal. 2013;24(10):839-50.

15.          Trovó AG, Nogueira RFP, Agüera A, Fernandez-Alba AR, Malato S. Degradation of the antibiotic amoxicillin by photo-Fenton process–chemical and toxicological assessment. Water research. 2011;45(3):1394-402.

16.          Elmolla ES, Chaudhuri M. Degradation of amoxicillin, ampicillin and cloxacillin antibiotics in aqueous solution by the UV/ZnO photocatalytic process. Journal of hazardous materials. 2010;173(1):445-9.

17.          Mohammadi R, Massoumi B, Rabani M. Photocatalytic decomposition of amoxicillin trihydrate antibiotic in aqueous solutions under UV irradiation using Sn/TiO2 nanoparticles. International Journal of Photoenergy. 2012;2012.

18.          Su S, Guo W, Yi C, Leng Y, Ma Z. Degradation of amoxicillin in aqueous solution using sulphate radicals under ultrasound irradiation. Ultrasonics sonochemistry. 2012;19(3):469-74.

19.          Bahrami-asl F, Kermani M, Salahshour-Arian S, Mollamahmoudi-Abadi M, Zeynalzadeh D. Catalytic ozonation of azo dye Reactive Red 120 in the presence of MgO nanoparticles. Journal of Health in the Field. 2017;2(2).

20.          Kıdak R, Doğan Ş. Medium-high frequency ultrasound and ozone based advanced oxidation for amoxicillin removal in water. Ultrasonics Sonochemistry. 2017.

21.          Hemmati Borji S, Nasseri S, Nabizadeh Nodehi R, Mahvi A, Javadi A. Photocatalytic degradation of phenol in Aqueous Solutions by Fe (III)-doped TiO2/UV Process. Iranian Journal of Health and Environment. 2011;3(4):369-80.

22.          Sui M, Xing S, Sheng L, Huang S, Guo H. Heterogeneous catalytic ozonation of ciprofloxacin in water with carbon nanotube supported manganese oxides as catalyst. Journal of Hazardous Materials. 2012;227-228:227-36.

23.          Taghi Ghaneian M, Ebrahimi A, Salimi J, Khosravi R, Fallahzadeh RA, Amrollahi M, et al. Photocatalytic Degradation of 2, 4-Dichlorophenoxyacetic acid from Aqueous Solutions Using In2O3 Nanoparticles. Journal of Mazandaran University of Medical Sciences. 2016;26(137):159-70.

24.          Mohammadi L, Bazrafshan E, Noroozifar M, Ansari-Moghaddam A. Application of Heterogeneous Catalytic Ozonation Process with Magnesium Oxide Nanoparticles for Toluene Degradation in Aqueous Environments. Health Scope. 2016;5(4):e40439.

25.          Fei J, Li J. Controlled preparation of porous TiO2–Ag nanostructures through supramolecular assembly for plasmon‐enhanced photocatalysis. Advanced Materials. 2015;27(2):314-9.

26.          Lin L, Wang H, Jiang W, Mkaouar AR, Xu P. Comparison study on photocatalytic oxidation of pharmaceuticals by TiO2-Fe and TiO2-reduced graphene oxide nanocomposites immobilized on optical fibers. Journal of Hazardous Materials. 2017;333:162-8.

27.          Moradi V, Jun MBG, Blackburn A, Herring RA. Significant improvement in visible light photocatalytic activity of Fe doped TiO2 using an acid treatment process. Applied Surface Science. 2018;427:791-9.

28.          Panda D, Manickam S. Recent advancements in the sonophotocatalysis (SPC) and doped-sonophotocatalysis (DSPC) for the treatment of recalcitrant hazardous organic water pollutants. Ultrason Sonochem. 2017;36:481-96.

29.          Rehman S, Ullah R, Butt AM, Gohar ND. Strategies of making TiO2 and ZnO visible light active. Journal of Hazardous Materials. 2009;170(2):560-9.

30.          Carp O, Huisman CL, Reller A. Photoinduced reactivity of titanium dioxide. Progress in Solid State Chemistry. 2004;32(1):33-177.

31.          Chang JA, Vithal M, Baek IC, Seok SI. Morphological and phase evolution of TiO2 nanocrystals prepared from peroxotitanate complex aqueous solution: Influence of acetic acid. Journal of Solid State Chemistry. 2009;182(4):749-56.

32.          Tryba B. Increase of the Photocatalytic Activity of TiO. International Journal of Photoenergy. 2008;2008.

33.          Li Q, Kong H, Jia R, Shao J, He Y. Enhanced catalytic degradation of amoxicillin with TiO 2–Fe 3 O 4 composites via a submerged magnetic separation membrane photocatalytic reactor (SMSMPR). RSC advances. 2019;9(22):12538-46.

34.          Álvarez PM, Jaramillo J, López-Piñero F, Plucinski PK. Preparation and characterization of magnetic TiO2 nanoparticles and their utilization for the degradation of emerging pollutants in water. Applied Catalysis B: Environmental. 2010;100(1):338-45.

35.          Liu L, Chen F, Yang F, Chen Y, Crittenden J. Photocatalytic degradation of 2, 4-dichlorophenol using nanoscale Fe/TiO2. Chemical Engineering Journal. 2012;181:189-95.

36.          Shojaei AF, Shams-Nateri A, Ghomashpasand M. Magnetically recyclable Fe3+/TiO2@ Fe3O4 nanocomposites towards degradation of direct blue 71 under visible-light irradiation. Micro & Nano Letters. 2017;12(3):161-5.

معرفی پژوهش/ اهداف پژوهش
(عین عبارت هدف پروپوزال را کپی نکنید. بلکه با جملاتی که برای مردم قابل فهم باشد (برای سواد حدود پنجم ابتدایی )هدف را برای شرکت کنندگان توضیح دهید.) در تمام این متن در صورتیکه شرکت کننده کودک یا فرد فاقد ظرفیت تصمیم گیری است باید مواردیکه منظور از "من"، فرد شرکت کننده بوده است به "کودک" یا "فرد تحت سرپرستی من" اصلاح شود و مواردیکه منظور از "من"، رضایت دهنده است به من به عنوان "ولی" یا "قیم قانونی" اصلاح شود.

فوتوکاتالیستی آموکسی­سیلین با استفاده از نانوذرات مغناطیسی  Fe-TiO2@Fe3O4 از محلول­های آبی

خون گیری
(آیا طرح شما نیاز به خونگیری دارد یا خیر)

ندارد

نحوه همکاری/ مزایا ی طرح
(در این بخش برای شرکت کنندگان به زبان ساده توضیح دهید که: چه مداخله ای بر روی آنها صورت میگیرد. چه اقدامات پاراکلینیکی بر روی آنها انجام میشود. چه نمونه ای و با چه حجمی از آنها میگیرید در این مدت چند نوبت مراجعه باید داشته باشند و به چه فواصلی چه اقداماتی را در پیگیری آنها انجام میدهید. (حتی میتوانید سود بالقوه ای که شرکت کنندگان میتوانند از شرکت در این پژوهش ببرند بنویسید. این سود میتواند شرح احتمال درمان یا تشخیص بهتر بیماریشان، دریافت خدمات سلامت رایگان و یا پرداخت مشوق مالی در ازای جبران همکاریشان باشد)

با استفاده از این روش میتوان با هزینه کمتر و با صرفه تر آلاینده مورد نظر را حذف کرد.

عوارض جانبی
(منظور عوارض و میزان احتمال بروز آنها در این مطالعه است)

ترکیب آموکسی سیلین باعث عوارض و اثرات برای انسان و محیط زیست میشود.

جبران عوارض احتمالی
(برای آنکه شرکت کننده بتواند ارزیابی مناسبی از سود و زیان شرکت در پژوهش شما داشته باشد لازم است بتواند سود و زیان مداخلات معمول و مداخلات این پژوهش را مقایسه کند. به عنوان مثال میزان موفقیت و میزان عوارض هریک را مقایسه کند.) - او باید بداند كه اگر در حين و بعد از انجام پژوهش هم هر مشكلي اعم از جسمي و روحي به علت شرکت در اين پژوهش برایش پيش آمد درمان عوارض، و هزينه‌هاي آن و غرامت مربوطه بر عهده مجري خواهد بود.

ببا استفاده از این فرایند میتوان آموکسی سیلین را حذف کرد.

هزینه های مربوط به انجام طرح تحقیقاتی
(تمام مداخلات پژوهشی باید برای بیمار رایگان باشد و بیمار بداند شامل چه مواردی هستند. )

139900000 ریال

روش های جایگزین
در صورت عدم تمایل به شرکت در مطالعه چه روش های درمانی برای بیمار ارائه خواهد شد

استفاده از سایر روشهای اکسیداسیون پیشرفته

محرمانه بودن
بیمار باید بداندکه دست اندر كاران اين پژوهش، كليه اطلاعات مربوط به او را نزد خود به صورت محرمانه نگه‌داشته و فقط اجازه دارند نتايج كلي و گروهي اين پژوهش را بدون ذکر نام و مشخصات بیمار منتشر كنند. و كميته اخلاق در پژوهش با هدف نظارت بر رعایت حقوق وی مي‌تواند به اطلاعات ایشان دسترسي داشته باشد.
پاسخگویی به پرسش ها
در این بخش نام و اطلاعات دسترسی فردی از عوامل پژوهش را که بتواند اطلاعات صحیح و کافی در اختیار شرکت کنندگان قرار دهند و در مورد عوارض و نگرانیها راهنمایی لازم را ارائه دهند ذکر شود
حق نپذیرفتن یا انصراف
بیمار باید بداند که شرکت اودر اين پژوهش کاملاً داوطلبانه است و مجبور به شرکت در اين پژوهش نيست و در صورت عدم شرکت از مراقبت‌هاي معمول تشخيصي و درماني محروم نخواهد شد او باید بداند كه حتي پس از موافقت با شركت در پژوهش مي‌تواند هر وقت كه بخواهد، پس از اطلاع به مجري، از پژوهش خارج شود و خروج اواز پژوهش باعث محرومیت از دریافت خدمات درمانی معمول برای اونخواهد شد.
رضایت
او باید بداند که اگر اشکال يا اعتراضي نسبت به دست اندركاران يا روند پژوهش دارد مي تواند با كميته اخلاق در پژوهش دانشگاه تماس گرفته و مشکل خود را به صورت شفاهي يا كتبي مطرح نمايد. در انتهای فرم قید گردد : اينجانب موارد فوق‌الذکر را خواندم و فهميدم و بر اساس آن رضايت آگاهانه خود را براي شركت در اين پژوهش اعلام مي‌کنم. اينجانب ……………… خود را ملزم به اجراي تعهدات مربوط به مجري در مفاد فوق دانسته و متعهد مي‌گردم در تأمين حقوق و ايمني شركت كننده در اين پژوهش تلاش نمايم
پرسشنامه یا فرم اطلاعاتی

ندارد


پیوست ها
hide/show

نام فایل تاریخ درج فایل اندازه فایل دانلود