بهینه سازی عملکرد نانوکاتالیزگرهای LaMO3 (M: Mn, Fe, Co & Ni) در اکسایش پیشرفته ی آلاینده ی دارویی سیپروفلوکساسین با روش رویه پاسخ

چکیده مقاله

چکیده: در این پژوهش، نانوکاتالیزگرهای لانتان پروسکایت با برخی فلزات واسطه LaMO3 (M: Mn, Fe, Co & Ni) با روش سل-ژل با دو عامل کمپلکس¬دهنده¬ی ¬متفاوت سیتریک اسید و ستیل¬تری متیل¬آمونیوم کلرید تهیه شدند. مشخصه¬یابی نانوساختارهای پروسکایت تهیه شده با روش¬های پراش پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، طیف بینی پراش انرژی پرتو X (EDS)، پراکندگی نور پویا (DLS)، جذب و واجذب نیتروژن با روش بلر-امت-تیلور (BET) انجام شد. نتایج XRD نشان داد که پروسکایت¬های تهیه شده در حضور سیتریک اسید، ساختار بلورینی کامل¬تری داشت. آنالیز SEM و EDS تایید کننده ساختار نانو و توزیع یکنواخت عناصر در پروسکایت بررسی شده بود و همچنین آنالیز DLS نشان داد که بیشترین توزیع اندازه ذرات پروسکایت بررسی شده در محیط سیال، بین nm 100-500 است. عملکرد نانوساختارهای تهیه شده در تخریب آلاینده دارویی انتخابی سیپروفلوکساسین در حضور اکسنده پتاسیم پرسولفات بررسی شد. نانوکاتالیزگر پروسکایتی LaCoO3 تهیه شده در حضور سیتریک اسید (در دمای محیط با pH خنثی، جرم نانوکاتالیزگر 1/0 گرم و جرم پتاسیم پرسولفات 27/0 گرم) بیشترین درصد تخریب سیپروفلوکساسین (71 %) را داشت. با هدف مدل¬سازی تاثیر برخی متغیر¬های عملیاتی و بهینه¬سازی درصد تخریب بر روی کاتالیزگر بهینه¬ی LaCoO3، طراحی آزمایش با روش سطح پاسخ (RSM) انجام شد. نتایج آنالیز واریانس (ANOVA) و ضریب رگراسیون مدل بدست آمده (R2) گویای معنادار بودن مدل¬سازی بود. بالاترین درصد تخریب آلاینده¬ بر روی کاتالیزگر انتخابی 69/97 % پیش-بینی شد، که در دمای ˚C 77/47، pH برابر با 17/7، جرم نانوکاتالیزگر 12/0گرم و جرم پتاسیم پرسولفات 28/0 گرم حاصل خواهد شد. نتیجه¬ی آزمایشگاهی انجام شده در این شرایط نیز بسیار نزدیک به نتیجه¬ی پیش‌بینی ‌شده توسط مدل بود.