تجزیه فتوکاتالیستی سیپروفلوکساسین و آموکسی سیلین با نانوذره آهن بارگذاری شده روی گرافین اکساید : مطالعه مکانیسم و معدنی سازی

Photocatalytic degradation of ciprofloxacin and amoxicillin with Fe2O3 nanoparticles loaded on Graphene oxide: Mineralization, the degradation mechanism


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: داوود بلارک

کلمات کلیدی: تجزیه فتوکاتالیستی- سیپروفلوکساسین -- نانوذره آهن- گرافین اکسایدمعدنی سازی

اطلاعات کلی طرح
hide/show

کد طرح 10285
عنوان فارسی طرح تجزیه فتوکاتالیستی سیپروفلوکساسین و آموکسی سیلین با نانوذره آهن بارگذاری شده روی گرافین اکساید : مطالعه مکانیسم و معدنی سازی
عنوان لاتین طرح Photocatalytic degradation of ciprofloxacin and amoxicillin with Fe2O3 nanoparticles loaded on Graphene oxide: Mineralization, the degradation mechanism
نوع طرح کاربردی
محل اجرای طرح دانشکده بهداشت
رسته مطالعاتی مطالعه تجربی (Experimental)(مطالعه کمی)
دانشکده/مرکز دانشکده بهداشت زاهدان
زمان اجرا -روز 90

اطلاعات مجری و همکاران
hide/show

نام و نام‌خانوادگی سمت در طرح نوع همکاری درجه‌تحصیلی پست الکترونیک
داوود بلارکمجریانجام آزمایشاتکارشناسی ارشدdbalarak2@gmail.com
علیرضا خرمهمکارمتودولوژیستدکترای تخصصی alirezakhorram_20@yahoo.com

اطلاعات تفضیلی
hide/show

عنوان متن
خلاصه طرح به فارسی تجزیه فتوکاتالیستی سیپروفلوکساسین و آموکسی سیلین با نانوذره آهن بارگذاری شده روی گرافین اکساید : مطالعه مکانیسم و معدنی سازی
خلاصه طرح به لاتینPhotocatalytic degradation of ciprofloxacin and amoxicillin with Fe2O3 nanoparticles loaded on Graphene oxide: Mineralization, the degradation mechanism
محل اول بکارگیری نتایج تحقیق
بيان مسئله تحقيق/اهمیت پژوهش

در دهه های اخیر صنعتی شدن و رشد جمعیت کشورهای در حال توسعه منجر به مشکلات مختلفی همچون نیاز به انرژی و کاهش منابع قدرت در جهان شده است(1). علاوه بر این، فعالیت های مربوط به صنایع، کشاورزی، تجاری و دیگرها اخیرا مسیر آلودگی زیست محیطی افزایش داده است(2). طبق مطالعات، مهمترین آلاینده های تخلیه شده در منابع آبی ترکیبات دیرتجزیه پذیر همچون فلزات سنگین، ترکیبات دارویی (pharmaceuticals) و رنگ ها می باشد، که از میان آنها آنتی بیوتیک ها بطور وسیعی برای جلوگیری یا درمان عفونت های باکتریایی مورد استفاده قرار گرفته است(3). با اینحال بیش از 70% آنتی بیوتیک ها برپایه ویژگی بی اثر آنتی بیوتیک ها (the bio-inert peculiarities of antibiotics) در بدن متابولیزه نشده و بطور مستقیم خارج می شود از بدن انسان و حیوانات به محیط پذیرنده (4). Fluoroquinolone antibioticsهستند به عنوان یکی از رایجترین گروه آنتی بیوتیکی مورد استفاده از سال 1960 در پزشکی و veterinary  برپایه فروش جهانی و therapeutic multipurpose nature (5).  سیپروفلوکساسین به عنوان یک عضو مهم از این گروه بطور وسیع برای درمای بیماریهای ناشی از باکتریهای گرم منفی و گرم مثبت مورد استفاده قرار گرفته و از اینرو غلظت بالای از CIP و محصولاتش در محدوده ng/l تا µg/l در منابع آبی گزارش شده است(6 و 7).حضور این دارو در محیطهای آبی میتواند پایداری آنتی بیوتیک افزایش داده و در نتیجه منجر به سمیت و اثرات کارسینوژیک گردد. از اینرو، استفاده از یک روش موثر و دوستدار محیط زیست برای حل این مشکل لازم و ضروری می باشد (8).

روش های متداول برای حذف CIP از آب های آلوده شامل اکسیداسیون شیمیایی، جذب، انعقاد و لخته سازی و اسمز معکوس می باشد. با این وجود، این تکنولوژی های دارند معایب همچون گران قیمت، بازدهی پایین، تولید محصولات خطرناک و لجن اضافی (9 و 11). فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته (AOPs) برپایه تولید رادیکال هیدروکسیل امروزه مورد توجه ویژه قرار گرفته است برای حذف رنگ ها، pesticides، کلروفنل و pharmaceuticals (10). فرآیند فتوکالیز به عنوان یک AOP دارد ویژگهای همچون بازدهی انرژی پایین، معرف های غیرسمی و اپراتوری آسان (12). در این فرآیند با illumination of a semiconductor توسط فوتون ها، الکترون (e-) از باند والانس به باند conduction تحریک می گردد. در طی این مسیر، holes (h+) در باند والانس تولید شده و واکنش می دهد با H2O و OH- برای تولید •OH. الکترون همچنین واکنش می دهد با اکسیژن برای تولید بیشتر گونه های واکنش پذیر اکسیژنی (ROSs) (14).  برای تولید ROSs در فرآیندهای فتوکاتالیتیک از کاتالیست های semiconductor مختلفی همچون ZnO، Fe2O3 و TiO2 استفاده می گردد، که از میان آنها، دی اکسید تیتانیوم (TiO2) است یک فتوکاتالیست امیدوار کننده به دلیل پایداری شیمیایی، هزینه پایین، دوستدار محیط زیست و ارزان قیمت، فتواکتیویته بالا و الکترونیکی عالی (13). گرافن اکساید دارای گروه های عملکردی واکنش پذیر برای ساپوریت ذرات فلزی، مساحت سطح وبژه عالی و قدرت مکانیکی بالا. علاوه بر این GO می تواند به عنوان یک ماده انتقال الکترون نرخ recombination of electron–hole pairs  کاهش داده و جذب آلاینده ها از طریق ᴨ–ᴨ interactions در فرآیند فتوکاتالیتیک بهبود یابد(22و 23). برای این دلیل، این گزارش شده که  GO می تواند به عنوان ماده جاذب و ساپورتینگ در محلول های آبی مورد استفاده قرار گیرد. Gao و همکاران جذب آنتی بیوتیک تتراسیکلین بوسیله گرافن اکساید مورد بررسی قرار داده و پیدا کردند که حداکثر ظرفیت جذب برای آلاینده mg/g 313 است (25). Zhou و همکاران نانوکامپوزیت ZnO/RGO برای فرآیند فتوکاتالیتیک سنتز کرده و گزارش دادند ZnO-RGO دارد عملکرد بالاتر تجزیه متیلن بلو به دلیل RGO sheets (26). Raliya و همکاران نشان دادند کارایی مناسب کامپوزیت TiO2/GO در جذب و تجزیه فتوکاتالیتیکی رنگ متیلن اورنج (27). با توجه به این، هنوز مطالعات کمی روی تجزیه آموکسی سیلین و سیپروفلوکساسین بوسیله نانوکامپوزیت Fe2O3/GO از محلول های آبی وجود دارد.

از میان مواد اشاره شده در بالا، Fe2O3 به عنوان یک ماده دوستدار محیط زیست توجه بیشتری از مطالعات جلب کرده است به دلیل فراوانی، پایداری شیمیایی بالا، هدایت الکتریکی عالی و تهیه آسان. علاوه بر این، Fe2O3 با جذب قسمت زیادی از visible light میتواند در water splitting مشارکت کند و افزایش دهد بازدهی فتوکاتالیست GO و جداسازی آن از محیط واکنش (24-26). Babar و همکاران بازدهی فتوکاتالیتیک GO برای متیل اورنج مورد بررسی قرار داده و گزارش دادند C3N6 با سطوح صاف ضمن جفت شدن مناسب با Fe2O3، فعالیت کاتالیتیک طولانی تر و موثرترن به تنهایی دارد (27).  

از اینرو، ما یک نانوفتوکالیست GO/Fe2O3 از طریق فرآیند هیدروترمال سنتز کرده و کارایی آن روی تجزیه سیپروفلوکساسین   و آموکسی سیلین از محلول های مورد بررسی قرار خواهیم داد.  تاثیر فاکتورهای عملیاتی همچون pH، دوز فتوکاتالیست، غلظت اولیه سیپروفلوکساسین و آموکسی سیلین روی حذف سیپروفلوکساسین و آموکسی سیلین مورد بررسی قرار خواهد گرفت. آزمایشات scavenging برای تعیین گونه های واکنش پذیر فعال در تجزیه آلاینده انجام خواهد شد تست های مقایسه ای برای درک بهتر ترکیبGO/Fe2O3   در شرایط یکسان انجام شده و قابلیت بازیافت فتوکاتالیست مورد بررسی قرار خواهد گرفت 

 

 

در بررسی که تحت عنوان کاربرد نانولوله کربنی چند جداره  برای حذف آموکسی سیلین   از محلولهای آبی انجام گرفته است نتایج حاصله نشان دهنده آن است که ماکزیمم جذب آموکسی سیلین  در PH برابر با 3 اتفاق می افتد و با افزایش دما میزان جذب افزایش یافته و بهترین ایزوترم و سینتیک جذب برای داده های تعادلی ایزوترم لانگمیر و سینتیک واکنش درجه دو می‌باشد  و بیشترین جذب برابر با 710 میلی گرم به ازای هر گرم جاذب است. همچنین با افزایش مقدار اولیه آموکسی سیلین  میزان کلی جذب توسط جاذب افزایش می یابد (23)

در بررسی دیگری که تحت عنوان جذب آموکسی سیلین بوسیله کربن فعال  از محلولهای آبی  صورت گرفته است نتایج حاصله نشان دهنده آن است میزان حذف 86% در غلظت 50 میلی گرم در لیتر اتفاق می افتذ و شرایط بهینه برای جذب  PH برابر با  6 و زمان تماس 60 دقیقه و دز جاذب 1.6 گرم در لیتر می باشد همچنین نتایج نشان می دهد که با افزایش غلظت بیومس از 2/0 به  1.6 گرم در لیتر  درصد حذف از 45 درصد به 86درصد میرسد درحالیکه مقدار جذب از 69.9 میلی گرم به ازای هر گرم جاذب به 6.74 می رسد و بهترین ایزوترم و سینتیک جذب برای داده های تعادلی ایزوترم لانگمیر و سینتیک واکنش درجه دو می‌باشد  (24)

در بررسی دیگری که تحت عنوان حذف آمپی سیلین توسط نانوذره اصلاح شده انجام گرفت. نتایج حاصله نشان داد در زمان تماس بهینه 90 دقیقه،  در دز جاذب 1 گرم در لیتر، PH برابر با 3 میزان حذف 4/92 درصد می باشد  همچنین با افزایش دز جاذب میزان کلی جذب افزایش می یابد ولی در کل ظرفیت جذب جذب کاهش پیدا می کند همچنین بهترین سینیک برای سرعت واکنش، سینتیک درجه دو می باشد. میزان جذب بیشتر با مدل جذب لانگمیر مطابقت دارد  (25)

در بررسی دیگری که تحت عنوان جذب آنتی بیوتیک آموکسی سیلین توسط بنتونیت انجام گرفته است نتایج  حاصله نشان دهنده آن است که ماکزیمم حذف در pH  برابر با 3 بطور کلی زیاد و 2/35 میلی گرم به ازای هر گرم جاذب خواهد بود که با مدل لانگمیر مطابقت می کند همچنین نشان داده شده است که با افزایش غلظت آموکسی سیلین میزان جذب توسط جاذب کاهش پیدا می کند و غلظت مورد آزمایش از 10 تا 100 میلی گرم در لیتر متغیر می باشد و بیشترین مفدار جذب در غلظت 10 میلی گرم اتفاق می افتد  (26)

در بررسی دیگری که تحت عنوان جذب آنتی بیوتیک پنی سیلین توسط  جاذب عدسک آبی انجام گرفته است.در این مطالعه تاثیر پارامترهای مختلف مثل زمان تماس، pH ، غلظت اولیه پنی سیلین و دز بیومس بر عملکرد جاذب بررسی شد. نمو‌نه‌ها با دو بار تکرار مورد آزمون قرار گرفتند و مدلهای مختلف ایزوترم و سرعت واکنش جذب از طریق مقایسه ضریب رگرسیون تحلیل شد.  نتایج نشان داد که سطح ویژه جاذب 5/32 متر‌مربع در هر گرم جاذب می‌باشد. حداکثر جذب پنی سیلین در pH برابر با 3 و دز جاذب 4 گرم در لیتر و زمان تماس 75 دقیقه بدست آمد. با افزایش غلظت ‌بیس‌فنل‌ از  10 تا 200 میلی‌گرم در لیتر، کارایی حذف، از حدود 99% به 65% کاهش یافت. نتایج مطالعه جذب بیشترین همبستگی را با مدل لانگمیر و سنتیک درجه دو نشان داد. همچنین وقتی دما از 20 تا 50 درجه سانتی‌گراد افزایش یافت ظرفیت جذب نیز از 11/31 میلی گرم به ازای هر گرم جاذب به 82/41 گرم به ازای جاذب رسید. (27)

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. مقدار pH بهینه  فرایند تجزیه فتوکاتالیست  آنتی بیوتیک سیپروفلوکساسین و آموکسی سیلین با استفاده از  نانوذره آهن بارگذاری شده روی گرافین اکساید نیترید چقدر است؟
  2. زمان ماند بهینه برای فرایند تجزیه فتوکاتالیست  آنتی بیوتیک سیپروفلوکساسین و آموکسی سیلین با استفاده از  نانوذره آهن بارگذاری شده روی گرافین اکساید چقدر است؟
  3. مقدار کاتالیست بهینه در فرایند تجزیه فتوکاتالیست  آنتی بیوتیک سیپروفلوکساسین و آموکسی سیلین با استفاده از  نانوذره آهن بارگذاری شده روی گرافین اکساید چقدر است؟
  4. غلظت اولیه بهینه سیپروفلوکساسین و آموکسی سیلین در فرایند تجزیه فتوکاتالیست با استفاده از  نانوذره آهن بارگذاری شده روی گرافین اکسایدچقدر است؟
  5. توان بهینه لامپ در فرایند تجزیه فتوکاتالیست آنتی بیوتیک سیپروفلوکساسین  و آموکسی سیلین با استفاده از  نانوذره آهن بارگذاری شده روی گرافین اکساید چقدر است؟
هدف کلی طرح

تعیین تجزیه فتوکاتالیستی سیپروفلوکساسین و آموکسی سیلین با نانوذره آهن بارگذاری شده روی گرافین اکساید: مطالعه مکانیسم و معدنی سازی

منافع و مضرات روشهای موجود کدامند؟
چرا پیام تحقیق شما حلال مشکل جاری است؟
اهداف اختصاصی
  1. تعیین pH بهینه  فرایند تجزیه فتوکاتالیست  آنتی بیوتیک سیپروفلوکساسین و آموکسی سیلین با استفاده از  نانوذره آهن بارگذاری شده روی گرافین اکساید
  2. تعیین زمان ماند بهینه برای فرایند تجزیه فتوکاتالیست  آنتی بیوتیک سیپروفلوکساسین و آموکسی سیلین با استفاده از  نانوذره آهن بارگذاری شده روی گرافین اکساید
  3. تعیین کاتالیست بهینه در فرایند تجزیه فتوکاتالیست  آنتی بیوتیک سیپروفلوکساسین و آموکسی سیلینبا استفاده از  نانوذره آهن بارگذاری شده روی گرافین اکساید
  4. تعیین مقدار غلظت اولیه بهینه سیپروفلوکساسین و آموکسی سیلین در فرایند تجزیه فتوکاتالیست با استفاده از  نانوذره آهن بارگذاری شده روی گرافین اکساید
  5. تعیین توان بهینه لامپ در فرایند تجزیه فتوکاتالیست آنتی بیوتیک سیپروفلوکساسین و آموکسی سیلین با استفاده از  نانوذره آهن بارگذاری شده روی گرافین اکساید
  6. تهیه نانوکامپوسیت
پیشنهاد دوم نحوه کاربرد
محل سوم بکارگیری نتایج تحقیق
سازمانها، مراکز و موسسات و سایر بهره برداران بالقوه دستاوردهای طرح

وزارت نیرو- آب و فاضلاب- بیمارستانها

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

سیپروفلوکساسین: سیپروفلوکساسین‌ یک‌ داروی‌ ضدمیکروبی‌ رایج‌ است‌ که‌ در درمان‌ عفونت‌های‌ گوناگون‌ از قبیل‌ عفونت‌ پوست‌ و بافت‌های‌ نرم‌، برونشیت‌، سینه‌پهلو ( پنومونی‌ )، عفونت‌های‌ دستگاه‌ ادراری‌، گاستروانتریت‌ (اسهال‌ شدید)، و نیز عفونت‌های‌ کلامیدیایی‌ و گنوره‌ای‌ (مثل‌ سوزاک ‌) به‌کار می‌رود.

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)

نمونه های سینتیک ساخته شده از سیپروفلوکساسین و آموکسی سیلین در آزمایشگاه

پیشنهاد چهارم نحوه کاربرد
حجم نمونه و روش محاسبه آن

با توجه به اینکه آزمایش از طریق یافتن بهینه ترین نقطه هر یک از متغیرها پیش می رود در نتیجه تعداد آزمایشات به شرح زیر است:

31 نمونه برای  آنتی بیوتیک طبق جدول زیر مورد نیاز می باشد  و با دو بار تکرار 62 نمونه برای کل آزمایشات خواهد بود و برای هر دو تا انتی بیوتیک 124 خواهد شد

 

ردیف

متغیر

گستره ی مورد آزمایش

تعداد نمونه

1

غلظت اولیهآنتی بیوتیک ها

10-25-50-75-100-150-200-

7

2

دوز کاتالیست

2 -1.5  -0.2-0.4-0.6-0.8-1

7

3

pH

3-5-7-9-11

5

5

زمان واکنش

10-20-30-45-60-75-90-120-150-180

10

6

توان تابش لامپ uv

8-15-30

3

مجموع

36

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

روش نمونه برداری بصورت غیر احتمالی در دسترس می باشد که بعد از انجام فرایند، نمونه ها برداشته شده و پس از آماده سازی غلظت آنتی بیوتیک با استفاده از دستگاه اسپکتروفتومتر اندازه‌گیری خواهد شد.

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

پس از انجام فرایند در هر مرحله، نمونه‌های حاصل مورد آزمایش قرار خواهد گرفت و مقدار آنتی‌بیوتیک باقیمانده بر حسب خود آنتی‌بیوتیک وCOD بدست خواهد آمد. در نهایت نمودار های مربوطه بر حسب درصد حذف رسم خواهد شد

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

ابتدا 2 گرم گرافیت، 2 گرم سدیم نیترات و ml 96 اسیدسولفوریک در یک حمام یخ مخلوط خواهد شد سپس g 12 پرمگنات پتاسیم به آرامی به مخلوط در حال استریل اضافه می شود و سپس دما به °C 55 برای min 300 افزایش داده خواهد شد. ml 80 آّب دی یونیزه به مخلوط برای min 30 اضافه  و ml 15 H2O2 برای واکنش با پرمنگنات اضافی بکار گرفته خواهد شد مخلوط با ml 200 آب دی یونیزه رقیق سازی شده و سانتریفیوژ  خواهد شد.  سپس برای 24 ساعت در فور خشک خواهد شد 

6 گرم آهن کلرید با 4.2 گرم آهن کلرید (نسبت مولی 2 به 1) به مخلوط فوق اضافه شده و توسط اولتراسونیک مجدداً همگن می شود و سپس در دمای بالاتر از 70 درجه سانتیگراد مخلوط خواهد شد محلول 30٪ هیدروکسید سدیم به آرامی به مخلوط اضافه  پس از افزودن هیدروکسید سدیم ، دمای مخلوط به 90 درجه سانتی گراد افزایش خواهد یافت. سرانجام ، مخلوط حاصل چندین بار با آب مقطر و با اتانول شسته می شود. پس از خنثی کردن مواد مایع رویی ، باقی مانده به مدت 5 ساعت در کوره با دمای 70 درجه سانتیگراد قرار خواهد گرفت. 

شرح آزمایش: این مطالعه از نوع تجربی- کاربردی می‌باشد که به صورت ناپیوسته در مقیاس آزمایشگاهی، در دمای محیط آزمایشگاه انجام خواهد گرفت. در این آزمایش کلیه مواد شیمیایی ساخت شرکت سیگما با گرید آزمایشگاهی و درجه خلوص بالا  مورد استفاده قرار خواهد گرفت.  عمل هم زنی نمونه ها با استفاده از همزن مغناطیسی با سرعت 180 دور در دقیقه انجام خواهد شد. جهت تنظیم pH از اسیدکلریدریک و سود یک دهم نرمال  استفاده خواهد شد.

مشخصات پایلوت:

راکتور از دو قسمت تشکیل شده است 1- محفظه اصلی (محفظه واکنش): که دارای حجم مفیدی برابر با 500 میلی لیتر خواهد بود که کل مراحل آزمایش در آن انجام خواهد گرفت. 2 – محفظه ثانویه: که محفظه اصلی را در بر گرفته و برای کاهش دمای حاصل از تابش لامپ UV، توسط جریان مداوم آب است. لامپ UV مستقیما در بالای محفظه واکنش قرار داده شد و دیواره خارجی راکتور توسط فویل آلومینیم پوشانده خواهد شد.

جهت تهیه محلول استوک با توجه به واحد استاندار جهانی آنتی بیوتیک مقدار مشخصی جهت تهیه غلظت معین از آن استفاده خواهد شد. نمونه تهیه شده درون یخچال نگهداری خواهد شد. جهت کاهش خطای آزمایشگاهی محلول استوک  به صورت هفتگی تهیه می شود.

از محلول استوک جهت تهیه غلظت های میانی استفاده خواهد شد آزمایشات در چند مرحله زیر اجرا خواهد شد.

تعیین pH بهینه : در این مرحله با ثابت نگه داشتن متغیرهای دوز نانو ذره، زمان تماس، غلظت آنتی‌بیوتیک‌ها و شدت لامپ UV و تنظیم pH نمونه در رنج های (3 تا 11)، اثر PH  را در حذف آنتی بیوتیک بررسی خواهد شد. با استفاده از محلول استوک، غلظت 25 میلی گرم در لیتر را تهیه نموده، داخل بشر ریخته و درون راکتور قرار خواهیم داد. pH را با استفاده از اسید کلریدریک و سود تنظیم نموده و مقدار گرم نانو را اضافه نموده و در معرض لامپ UV با شدت 15 وات در زمان تماس 60 دقیقه قرار خواهیم داد. در انتهای زمان ماند، مقدار باقیمانده ی آنتی بیوتیک اندازه‌گیری خواهد شد

تعیین دوز بهینه نانوذره اکسید نیکل: پس از تعیین pH بهینه، غلظت 25 میلی گرم در لیتر آنتی بیوتیک را از محلول استوک تهیه خواهیم نمود و pH را با استفاده از اسید کلریدریک یا سود در حد pH بهینه بدست آمده از مرحله قبل تنظیم نموده و مقادیر مختلف نانو در نمونه های تهیه شده اضافه کرده و در راکتور قرار خواهیم داد و در معرض لامپ UV با شدت 15 وات و در زمان تماس 60 دقیقه قرار خواهیم داد. در انتهای زمان ماند مشخص شده، غلظت آنتی بیوتیک خروجی را تعیین می نماییم. که در این شرایط نقطه ای که دارای بیشترین درصد حذف باشد بعنوان نقطه بهینه انتخاب خواهد شد.

تعیین زمان تماس بهینه: در این مرحله با استفاده از pH بهینه و نانوذره بدست آمده از مراحل قبل و متغیر گرفتن زمان تماس، زمان تماس بهینه را بدست خواهیم آورد. همانند مراحل قبل از محلول استوک و 20 میلی گرم در لیتر آنتی بیوتیک تهیه خواهیم کرد و در داخل بشر ریخته و با استفاده از اسید کلریدریک و سود، pH را به حد بهینه خواهیم رساند و مقدار بهینه نانو ذره را به آن اضافه کرده، در داخل راکتور قرار خواهیم داد و در زمان تماس های مختلف در معرض لامپ UV قرار خواهیم داد. برای هر زمان به همین طریق عمل کرده و در نهایت با استفاده از تعیین آنتی بیوتیک خروجی زمان بهینه که برابر با بیشترین حذف باشد را انتخاب می کنیم

 تعیین غلظت بهینه آنتی بیوتیک: در این مرحله با ثابت در نظر گرفتن pH ، دوز نانوذره و زمان تماس بهینه بدست آمده در مراحل قبل، میزان غلظت بهینه آنتی‌بیوتیک را بدست می آوریم. به این ترتیب که، غلظتهای مختلف از آنتی بیوتیک  را تهیه خواهیم کرد و متغیرهای ثابت را بر روی آنها اعمال می‌کنیم و بعد از قرار دادن نمونه ها در راکتور حاوی UV  با زمان تماس بهینه قرار خواهیم داد.

تعیین توان تابشی بهینه: در این مرحله با ثابت در نظر گرفتن pH ، دوز نانوذره، غلظت بهینه آنتی‌بیوتیک‌ها و زمان تماس بهینه بدست آمده در مراحل قبل، میزان توان بهینه تابش فرابنفش را بدست خواهیم آورد. به این ترتیب که، غلظت آنتی بیوتیک بهینه را خواهیم ساخت و متغیرهای ثابت را بر روی آنها اعمال خواهیم کرد  و بعد از قرار دادن نمونه در راکتور با زمان تماس بهینه، در معرض تابش اشعه ماورا فرابنفش به ترتیب با توان تابشی 8 و 15 و 30 وات قرار خواهد گرفت.

برای تعیین غلظت آنتی بیوتیک در نمونه ها از دستگاه اسپکتروفتومتر و برای فاضلاب بیمارستانی از دستگاه hplc  استفاده خواهد شد. برای تعیین طول موج مناسب با استفاده از غلظت معین آنتی بیوتیک، بهترین طول موج انتخاب خواهد شد. با استفاده از منحنی استاندارد و فرمول زیر، میزان راندمان حذف آنتی بیوتیک را محاسبه می کنیم و بالاترین عدد را به عنوان بهینه متغیر هر مرحله در نظر می‌گیریم.

               η = C0-C1/C0×100                                                                      

C0: غلظت ورودی آنتی بیوتیک آنتی‌بیوتیک‌ها

C0: غلظت خروجی آنتی بیوتیک آنتی‌بیوتیک‌ها

η :درصد راندمان حذف آنتی بیوتیک آنتی‌بیوتیک‌ها

یونهای سولفات و کلراید و نیترات به عنوان شبیه سازی فاضلاب واقعی به محلول اضافه خواهند شد و درصد حذف الاینده در کنار این یونها سنجیده خواهد شد و سنجش انها طبق روش استاندارد متود خواهد بود

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 EXCEL یا SPSS نمودارهای مربوطه بر حسب درصد حذف آنتی بیوتیک رسم خواهد شد.

ملاحظات اخلاقی

در این طرح کد شماره 9  دفترچه   راهنمای عمومی اخلاق در پژوهش‌های علوم پزشکی دارای آزمودنی انسانی که مربوط به حفاظت از محیط زیست می باشد رعایت خواهد شد همچنین کدهای شماره  11 و 30 و 31 مربوط به ائین نامه اخلاقی پژوهش مروبط به همین راهنمای عمومی اخلاق در پژوهش‌های علوم پزشکی دارای آزمودنی انسانی رعایت خواهد شد.

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.

  1. کمیته‌ی اخلاق در پژوهش علاوه بر بررسی و تصویب طرح‌نامه و دستورالعمل، این حق را دارد که طرح‌‌ها را در حین و بعد از اجرا را از نظر رعایت ملاحظات اخلاقی مورد پایش قرار دهد. اطلاعات و مدارکی که برای پایش از سوی کمیته‌ی اخلاق درخواست می‌شود، باید از سوی پژوهشگران در اختیار این کمیته گذاشته شود.
  2. گزارش‌ها و مقالات حاصل از پژوهش‌هایی که مفاد این راهنما را نقض کرده‌اند، نباید برای انتشار پذیرفته شوند.
  3. روش پژوهش نباید با ارزش‌های احتماعی، فرهنگی و دینی  جامعه در تناقض باشد.
محدودیتهای اجرائی طرح و پیش بینی جهت حل آنها

ندارد

کلمات کلیدی

تجزیه فوکاتالیستی-سیپروفلوکساسین --نانوذره آهن بارگذاری شده روی گرافین اکساید-  مکانیسم- معدنی سازی

فهرست منابع و مراجع


1. Trovo 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.
2. Pourzamani H, Mohammadian H, Niknam N, Neamati B, Rahimi R, Mengelizadeh N. Comparison of electrochemical advanced oxidation processes for removal of ciprofloxacin from aqueous solutions. Desalination and Water Treatment. 2018;113.
3. Bian X, Xia Y, Zhan T, Wang L, Zhou W, Dai Q, et al. Electrochemical removal of
amoxicillin using a Cu doped PbO2 electrode: Electrode characterization, operational parameters optimization and degradation mechanism. Chemosphere. 2019;233:762-70.
4. Çağlar Yılmaz H, Akgeyik E, Bougarrani S, El Azzouzi M, Erdemoğlu S. Photocatalyticdegradation of amoxicillin using Co-doped TiO2 synthesized by reflux method and monitoring
of degradation products by LC–MS/MS. Journal of Dispersion Science and Technology.
2020;41(3):414-25.
5. el mehdi Benacherine M, Debbache N, Ghoul I, Mameri Y. Heterogeneous photoinduceddegradation of amoxicillin by Goethite under artificial and natural irradiation. Journal ofphotochemistry and photobiology A: Chemistry. 2017;335:70-7.
6. Li Q, Jia R, Shao J, He Y. Photocatalytic degradation of amoxicillin via TiO2 nanoparticlecoupling with a novel submerged porous ceramic membrane reactor. Journal of cleaner production. 2019;209:755-61.
7. Elmolla ES, Chaudhuri M. Photocatalytic degradation of amoxicillin, ampicillin and cloxacillin antibiotics in aqueous solution using UV/TiO2 and UV/H2O2/TiO2 photocatalysis. Desalination. 2010;252(1-3):46-52.
8. Mengelizadeh N, Pourzamani H, Saloot MK, Hajizadeh Y, Parseh I, Parastar S, et al.Electrochemical Degradation of Reactive Black 5 Using Three-Dimensional ElectrochemicalSystem Based on Multiwalled Carbon Nanotubes. Journal of Environmental Engineering.2019;145(5):04019021.
9. Sadeghi M, Mehdinejad MH, Mengelizadeh N, Mahdavi Y, Pourzamani H, Hajizadeh Y, etal. Degradation of diclofenac by heterogeneous electro-Fenton process using magnetic single-walled carbon nanotubes as a catalyst. Journal of Water Process Engineering. 2019;31:100852.
10. Deng Y, Zhao R. Advanced oxidation processes (AOPs) in wastewater treatment. CurrentPollution Reports. 2015;1(3):167-76.
11. Dou M, Wang J, Gao B, Xu C, Yang F. Photocatalytic difference of amoxicillin and
cefotaxime under visible light by mesoporous g-C3N4: Mechanism, degradation pathway and
DFT calculation. Chemical Engineering Journal. 2020;383:123134.
12. Shahamat YD, Zazouli MA, Zare MR, Mengelizadeh N. Catalytic degradation of diclofenacfrom aqueous solutions using peroxymonosulfate activated by magnetic MWCNTs-CoFe 3 O 4nanoparticles. Rsc Advances. 2019;9(29):16496-508.
13. Elmolla ES, Chaudhuri M. Degradation of amoxicillin, ampicillin and cloxacillin
antibiotics in aqueous solution by the UV/ZnO photocatalytic process. Journal of hazardousmaterials. 2010;173(1-3):445-9.
14. Ramírez-Sánchez IM, Bandala ER. Photocatalytic Degradation of Estriol Using Iron-Doped TiO2 under High and Low UV Irradiation. Catalysts. 2018;8(12):625.

15. Al-Mamun M, Kader S, Islam M, Khan M. Photocatalytic activity improvement andapplication of UV-TiO2 photocatalysis in textile wastewater treatment: a review. Journal ofEnvironmental Chemical Engineering. 2019.
16. El-Shafai NM, El-Khouly ME, El-Kemary M, Ramadan MS, Derbalah AS, Masoud MS.Fabrication and characterization of graphene oxide–titanium dioxide nanocomposite fordegradation of some toxic insecticides. Journal of industrial and engineering chemistry.2019;69:315-23.
17. Zhang J, Vasei M, Sang Y, Liu H, Claverie JP. TiO2@ carbon photocatalysts: the effect ofcarbon thickness on catalysis. ACS applied materials & interfaces. 2016;8(3):1903-12.
18. El-Sayed BA, Mohamed WA, Galal HR, El-Bary HA, Ahmed MA. Photocatalytic study ofsome synthesized MWCNTs/TiO2 nanocomposites used in the treatment of industrial hazardmaterials. Egyptian Journal of Petroleum. 2019;28(2):247-52.
19. Jiang G, Lin Z, Chen C, Zhu L, Chang Q, Wang N, et al. TiO2 nanoparticles assembled ongraphene oxide nanosheets with high photocatalytic activity for removal of pollutants. Carbon.2011;49(8):2693-701.
20. Sheshmani S, Nayebi M. Modification of TiO2 with graphene oxide and reduced
graphene oxide; enhancing photocatalytic activity of TiO2 for removal of remazol Black B.
Polymer Composites. 2019;40(1):210-6.
21. Gao Y, Li Y, Zhang L, Huang H, Hu J, Shah SM, et al. Adsorption and removal of
tetracycline antibiotics from aqueous solution by graphene oxide. Journal of colloid and
interface science. 2012;368(1):540-6.
22. Zhou X, Shi T, Zhou H. Hydrothermal preparation of ZnO-reduced graphene oxide hybrid
with high performance in photocatalytic degradation. Applied surface science.
2012;258(17):6204-11.
23. Raliya R, Avery C, Chakrabarti S, Biswas P. Photocatalytic degradation of methyl orange
dye by pristine titanium dioxide, zinc oxide, and graphene oxide nanostructures and their
composites under visible light irradiation. Applied Nanoscience. 2017;7(5):253-9.
24. Zhang H, Wang X, Li N, Xia J, Meng Q, Ding J, et al. Synthesis and characterization of TiO
2/graphene oxide nanocomposites for photoreduction of heavy metal ions in reverse osmosis
concentrate. RSC advances. 2018;8(60):34241-51.
25. Hasani K, Peyghami A, Moharrami A, Vosoughi M, Dargahi A. The efficacy of sono-
electro-Fenton process for removal of Cefixime antibiotic from aqueous solutions by Response
Surface Methodology (RSM) and evaluation of toxicity of effluent by microorganisms. Arabian
Journal of Chemistry. 2020.
26. Min Y, Zhang K, Zhao W, Zheng F, Chen Y, Zhang Y. Enhanced chemical interaction
between TiO2 and graphene oxide for photocatalytic decolorization of methylene blue. Chemical
Engineering Journal. 2012 2012/06/15/;193-194:203-10.
27. Kumari S, Shekhar A, Pathak DD. Graphene oxide–TiO2 composite: an efficient
heterogeneous catalyst for the green synthesis of pyrazoles and pyridines. New Journal of Chemistry. 2016;40(6):5053-60.
 

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.
خون گیری
(آیا طرح شما نیاز به خونگیری دارد یا خیر)
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)
عوارض جانبی
(منظور عوارض و میزان احتمال بروز آنها در این مطالعه است)
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.
هزینه های مربوط به انجام طرح تحقیقاتی
(تمام مداخلات پژوهشی باید برای بیمار رایگان باشد و بیمار بداند شامل چه مواردی هستند. )
روش های جایگزین
در صورت عدم تمایل به شرکت در مطالعه چه روش های درمانی برای بیمار ارائه خواهد شد
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