جذب‌سطحی سیپروفلوکساسین روی سیلیکای مشتق‌شده از پوسته برنج: مدل‌سازی با روش سطح پاسخ

مقالات آماده انتشار

نوع مقاله : علمی و پژوهشی

نویسندگان

هادی نصیری ¹

رسول صفایی ²

آیدا داعی ³

مهدی شیوا ⁴

مرتضی گل محمدی ⁴

¹ دانشگاه صنعتی بیرجند

² گروه مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

³ گروه مهندسی شیمی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

⁴ گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی معدن، عمران و شیمی، دانشگاه صنعتی بیرجند، بیرجند، ایران

10.22067/jmme.2026.98594.1256

چکیده

این تحقیق بر روی جذب‌سطحی آنتی‌بیوتیک سیپروفلوکساسین (CIP) از محلول‌های آبی با استفاده از یک روش مقرون‌به‌صرفه شامل تولید سیلیکای آمورف مشتق شده از پوسته برنج تمرکز دارد. استفاده از پوسته برنج به عنوان پیش‌ماده، ضمن کاهش هزینه‌ها، راهکاری سازگار با محیط‌زیست برای مدیریت پسماندهای کشاورزی ارائه می‌دهد. تأثیر عوامل مختلف شامل pH اولیه محلول (۱۱-۳)، دما (۶۵-۲۵ درجه سانتیگراد)، زمان تماس (۱۸۰-۳۰ دقیقه) و مقدار جاذب (12/0-03/0 گرم) با استفاده از روش سطح پاسخ (RSM) بررسی شد. از میان عوامل در نظر گرفته شده، pH، مقدار جاذب و دما تأثیرات قابل توجهی بر فرآیند جذب داشتند، در حالی که زمان تماس تأثیر کمتری نشان داد که بیانگر سرعت نسبتاً بالای جذب در دقایق اولیه است. شرایط بهینه برای حذف CIP به صورت pH اولیه 32/8، زمان تماس ۱۸۰ دقیقه، مقدار جاذب 12/0 گرم و دمای ۲۵ درجه سانتیگراد تعیین شد. در این شرایط بهینه، راندمان حذف به میزان قابل توجه 42/96 درصد رسید که نشان‌دهنده کارایی بالای جاذب سیلیکای آمورف حاصل از پوسته برنج در حذف این آلاینده دارویی است.

کلیدواژه‌ها

سیپروفلوکساسین

جذب‌سطحی

سنتز سیلیکا

شلتوک برنج

روش سطح پاسخ

موضوعات

• سنتز مواد

---

عنوان مقاله English

Adsorption of Ciprofloxacin onto Rice Husk-Derived Silica: Modeling by Response Surface Methodology

نویسندگان English

Hadi Nasiri ¹

Rasool Safaee ²

Aida Daee ³

Mehdi Shiva ⁴

Morteza Golmohammadi ⁴

¹ عضو هیات علمی گروه مهندسی مواد و متالورژی

² Department of Chemical Engineering, AmirKabir University of Technology, Tehran, Iran

³ Department of Chemical Engineering, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran

⁴ Department of Chemical Engineering,, Faculty of mining, civil , and chemical engineering, Birjand University of Technology, Birjand, Iran

چکیده English

This research focuses on the adsorptive removal of the antibiotic ciprofloxacin (CIP) from aqueous solutions using a cost-effective approach involving the production of amorphous silica derived from rice husk. The use of rice husk as a precursor not only reduces costs but also offers an environmentally friendly solution for the management of agricultural waste. The influence of various factors, including initial solution pH (3–11), temperature (25–65 °C), contact time (30–180 minutes), and adsorbent dosage (0.03–0.12 g), was investigated using the Response Surface Methodology (RSM). Among the factors considered, pH, adsorbent dosage, and temperature exhibited significant effects on the adsorption process, while contact time showed a lesser impact, indicating a relatively rapid adsorption rate during the initial minutes. The optimal conditions for CIP removal were determined as an initial pH of 8.32, a contact time of 180 minutes, an adsorbent dosage of 0.12 g, and a temperature of 25 °C. Under these optimized conditions, a remarkable removal efficiency of 96.42 percent was achieved, demonstrating the high efficacy of the amorphous silica adsorbent derived from rice husk in removing this pharmaceutical pollutant.

کلیدواژه‌ها English

Ciprofloxacin؛ Adsorption

؛ Silica Synthesis؛ Rice Husk؛ Response Surface Method