توسط پژوهشگران دانشگاه صنعتی امیرکبیر محقق شد؛

ارائه راهکاری برای تصفیه آنتی بیوتیک آموکسی سیلین از آب

محققان دانشکده مهندسی شیمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر موفق به ارائه راهکاری برای تصفیه آموکسی سیلین از آب شدند.

کد خبر: ۱۰۳۶۱۲۵

دوشنبه - ۱۸ مهر ۱۴۰۱ / October 10, 2022

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، سمیه سهرابی شاهسواری دانش آموخته دکترای دانشگاه صنعتی امیرکبیر و مجری طرح «سنتز بیوفوتوکاتالیست نانوساختار Ti/TiO۲/ZnO/GOx در یک سیستم میکروفلوئیدیک، مشخصه یابی و ارزیابی آن به منظور تجزیه‌ی میکروآلاینده‌ی آموکسی سیلین» گفت: در دو دهه‌ی گذشته با توسعه دارو‌ها و لوازم بهداشتی، شاهد ورود آن‌ها به اکوسیستم‌های خاک، آب‌های سطحی و زیر زمینی g/L هستیم.

وی با بیان اینکه از این رو، نگرانی‌ها برای دفع پساب حاوی آن‌ها به محیط زیست افزایش پیدا کرده است، گفت: در این پروژه، آموکسی سیلین را انتخاب کردیم، زیرا پرتجویز‌ترین آنتی بیوتیک در شهر تهران است و از نظر خطراحتمالی نسبت به سایر آنتی بیوتیک‌ها در اولویت قرار دارد. وجود آن در جریان خروجی دو تصفیه خانه در غرب و جنوب تهران تایید شده است.

به گفته وی، یکی از عواملی که از راندمان روش فوتوکاتالیستی می‌کاهد، ترکیب الکترون و حفره است. فرآیند، افزودن ماده اکسیده کننده جهت ارتقا فرآیند امری اجتناب ناپذیر است.

محقق دانشگاه صنعتی امیرکبیر ادامه داد: در این کار با کوپل کردن آنزیم گلوکز اکسیداز با فوتوکاتالیست، امکان تولید و مصرف درجای هیدروژن پراکسید فراهم شده است.

وی افزود: در طراحی راکتور نیز از مزایای سیستم میکروفلوئیدیک در کنترل دقیق دما و نحوی برخورد جریان سیالات در سنتز بیوفوتوکاتالیست مذکور و ارزیابی عملکرد آن در تجزیه آموکسی سیلین بهره گرفته شد.

وی با بیان اینکه استفاده از این روش می‌تواند روشی اقتصادی و بهینه باشد، گفت: «قابلیت استفاده مجدد از اسید چرب در فرآیند سنتز، از نظر محیط زیستی و اقتصادی»، «کنترل شرایط دمایی و زمانی سنتز، فویل تیتانیوم نیز همراه با پیش ماده قابلیت هیدرولیز و تبدیل به تیتانیوم دی اکسید» از ویژگی‌های این پروژه هستند.

وی تاکید کرد: این نتیجه با توجه به کمتر بودن قیمت فویل تیتانیوم نسبت به پیش ماده تیتانیوم کلراید حایز اهمیت است.

وی با بیان اینکه از نتایج این پروژه می‌توان در صنعت تولید کاتالیست، تصفیه آب و فاضلاب بهره برد، گفت: ما در این طرح از تکنولوژی‌های نانو و میکرو بهره بردیم.

وی گفت: این طرح ضمن معرفی یک بیوفوتوکاتالیست جدید و چندین راکتور در مقیاس-های بالک و میکروفلوئیدیک برای تولید آن، تجزیه‌ی یک میکروآلاینده‌ی نوظهور را هدف قرار داده است.

وی افزود: در عین توجه به مرز دانشی بودن قسمت‌های سنتز و طراحی راکتور، آلاینده‌ی هدف آموکسی سیلین انتخاب شد که شیوع بالای مصرف آن و شناسایی آن در جریان‌های خروجی دو تصفیه خانه جنوب و غرب تهران، نشان دهنده‌ی واقعی بودن مسئله می‌باشد.

به گفته وی، در بخش‌هایی از کار، با هداف حداقل سازی استفاده از مواد شیمیایی، از اسید‌های طبیعی (با منشأ گیاهی و حیوانی) استفاده شد و قابلیت مخلوط‌هایی از اسید‌های چرب جهت استفاده مجدد در سنتز نیز از جهات محیط زیستی و اقتصادی حائز اهمیت است. وی گفت: ترکیب آنزیم و فوتوکاتالیست نیز سبب حذف هزینه‌های انتقال، ذخیره سازی و عدم جذب آلودگی‌های محیطی از دیگر ویژگی‌های این طرح به شمار می‌روند.

شاهسواری خاطر نشان کرد: یکی دیگر از جنبه‌های طرح حاضر توجه به امکانات داخلی بود که ابتدا از سیستم‌های ساده و ارزان شروع و سپس به سمت سیستم‌های پیشرفته ختم شد.

وی با بیان اینکه این طرح نمونه خارجی و داخلی ندارد، گفت:به واسطه این پروژه سنتز بیوفوتوکاتالیست برای اولین بار انجام شد. همچنین، برای اولین بار برای تجزیه آموکسی سیلین مورد بررسی قرار گرفت. طراحی سیستم‌های میکروفلوئیدیک نیز جدید بود

محقق دانشگاه صنعتی امیرکبیر با اشاره به مزیت‌های رقابتی طرح گفت: در این کار مورفولوژی فوتوکاتالیست نانو سیم است که نسبت به سایر موفولوژی‌های نانومواد در جلوگیری از ترکیب مجدد الکترون و حفره‌ها و افزایش راندمان فوتوکاتالیست بهتر است.

شاهسواری افزود: به واسطه‌ی ترکیب کردن آنزیم گلوکز اکسیداز با فوتوکاتالیست، امکان تولید و مصرف درجای هیدروژن پراکسید نیز فراهم شده است که به افزایش راندمان فرآیند کمک می‌کند.

وی خاطر نشان کرد: در این کار، فوتوکاتالیست به صورت تثبیت شده مورد استفاده قرار گرفته است که در مقایسه با حالت نانوذرات معلق که مشکلاتی، چون کلوخه شدن و کدورت محلول دارد و عمق نفوذ نور را محدود می‌کند ارجحیت دارد. به علاوه از هدر رفت فوتوکاتالیست جلوگیری می‌شود و برای جداسازی آن از محلول نیاز به سانتریفیوژ نیست.

شاهسواری با بیان اینکه این طرح را می‌توانیم در تصفیه پساب بکار بگیریم، گفت: در سیستم میکروفلوئیدیک امکان کنترل بهتری نحوه برخورد پیش ماده‌ها و کنترل دما سنتز وجود دارد. چیدمان فضایی سایت‌های فعال زیستی و نوری با دقت بیشتری انجام می‌گیرد. از دستاورد‌های علمی این پایان نامه می‌توان به ۳ مقاله isi و چند طرح پژوهشی با حمایت بنیادملی نخبگان، پژوهشگاه نیرو، شرکت فاضلاب تهران، صندوق حمایت از پژوهشگران و فناوران اشاره کرد.

گفتنی است، اساتید راهنمای این پروژه مصطفی کشاورز مروجی، داوود ایرانشاهی و از اعضای هیات علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر بوده اند. استاد مشاور این پایان نامه افضل کریمی از اعضای هیئت علمی دانشگاه علوم پزشکی ایران بوده است.