هیبرید سیستم غشایی با فرآیند اکسیداسیون الکتروشیمیایی برای حذف دیکلوفناک سدیم از محلول آبی

نوع مقاله : مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

دانشکده شیمی، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران

چکیده

این مطالعه یک رویکرد نوآورانه برای حذف آلاینده دارویی دیکلوفناک سدیم (DFS) با ترکیب دو فناوری غشای نانوفیلتراسیون و فرآیند اکسیداسیون الکتروشیمیایی را ارائه می‌کند. غشای نانو فیلتراسیون با روش وارونگی فاز تهیه شده و توسط کلرید ستیل تری متیل آمونیوم (CTAC) جهت بهبود خواص سطحی و ساختار منافذ، اصلاح شده است. پس از تصفیه آلاینده دارویی توسط غشا، کنسانتره حاصل از عملیات نانوفیلتراسیون به عنوان خوراک ورودی برای اکسیداسیون الکتروشیمیایی استفاده و از الکترود تهیه شده Ti/SnO2-α-Fe2O3 برای حذف آلاینده DFS کنسانتره استفاده شد. غشای PES/CTAC ساختار منافذ یکنواخت و پایدارتری را نشان می‌دهد که منجر به افزایش نفوذپذیری و خواص ضد رسوب آن می‌شود. علاوه بر این، سورفکتانت CTAC از طریق مکانیسم جذب سطحی عملکرد دفع داروی DFS را بهبود بخشید و در غشا با ترکیب 0/1 درصد وزنی CTAC به میزان دفع 65/20 % دست یافت. نتایج به‌ دست‌آمده نشان می‌دهد که الکترود تیتانیوم پوشش داده شده با نانوذرات SnO2 و α-Fe2O3 توانست 56% از آلاینده دارویی DFS کنسانتره را حذف کند. در مجموع، هر دو فرآیند غشایی و اکسیداسیون الکتروشیمیایی 80/50% از مقدار آلاینده اولیه محلول دیکلوفناک سدیم را حذف کردند. با توجه به مصرف انرژی پایین این فرآیند (EEC=0.014144 US$/m3) و سایر نتایج، ترکیب غشا PES/CTAC و الکترود Ti/SnO2-α-Fe2O3 روشی کارآمد برای حذف آلاینده دارویی سدیم دیکلوفناک است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Hybrid membrane system with electrochemical oxidation process for removal of Diclofenac sodium from Aqueous Solution

نویسندگان [English]

  • Arezoo Rasouli
  • Ahmad Bagheri
  • Farideh Nabizadeh Chianeh
Faculty of Chemistry, Semnan University, Semnan, Iran
چکیده [English]

This study presents an innovative approach to eliminating the pharmaceutical pollutant diclofenac sodium (DFS) by combining nanofiltration membrane technology with an electrochemical oxidation process. The nanofiltration membrane was prepared by phase inversion, and modified with cetyltrimethylammonium chloride (CTAC) to improve surface properties and pore structure. The concentrate from the nanofiltration treatment has been utilized as the input feed for the electrochemical section, employing Ti/SnO2-α-Fe2O3 electrodes. The PES/CTAC membrane exhibits a more uniform and stable pore structure, leading to increased permeability and antifouling properties. Additionally, the inclusion of CTAC through the surface adsorption mechanism improved the DFS rejection performance, achieving a maximum rejection rate of 65.2% for the membrane with a composition of 0.1 wt% CTAC. The obtained results show that the titanium electrode coated with SnO2 and α-Fe2O3 nanoparticles removed the DFS pollutant by 56%. In total, both membrane and electrochemical process removed 80.5% of the primary Diclofenac pollutant. According to the low energy consumption of this process (EEC=0.014144 US$/m3) and other results, the combination of the PES/CTAC membrane and Ti/SnO2-α-Fe2O3 electrode is an efficient method for diclofenac sodium pollutant removal.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Cationic surfactant
  • Diclofenac
  • Electrochemical oxidation process
  • Nanofiltration
  • Ti/SnO2-α-Fe2O3 electrode