مدل سازی و بهینه سازی حذف سفیکسیم از محلول های آبی با غشای کیتوسان-کربن نیترید گرافیتی-پلی (وینیلیدن فلوئورید) به روش سطح پاسخ

ترکیبات دارویی، مواد دارویی و متابولیت های آن ها از راه فاضلاب های خانگی، بیمارستانی و صنایع دارویی وارد محیط زیست می شوند. فناوری های متداول قابلیت تصفیه کامل چنین پساب هایی را ندارند. بنابراین چنین ترکیبات به وفور در آب یافت می شوند. تاکنون از روش های مختلف شیمیایی، فیزیکی و زیستی برای حذف ترکیبات دارویی از محلول های آبی استفاده شده است. در این پژوهش، ابتدا غشای کیتوسان-کربن نیترید گرافیتی-پلی (وینیلیدن فلویورید) (PVDF/g-C3N4) به عنوان غشای جدید و کارآمد تهیه شده و کارایی آن در حذف سفیکسیم از محلول های آبی با روش سطح پاسخ بررسی شد.

غشای کیتوسان-PVDF/g-C3N4 با غوطه وری غشای PVDF/g-C3N4 در محلول دارای غلظت های مختلفی از کیتوسان تهیه شد. برای بررسی کارایی غشای کیتوسان-PVDF/g-C3N4 در حذف سفیکسیم از محلول های آبی، از روش سطح پاسخ بر اساس طرح مرکب مرکزی استفاده شد. چهار متغیر درصد کیتوسان، مقدار g-C3N4، وpH محلول و غلظت سفیکسیم به عنوان متغیرهای وابسته انتخاب شدند. برای محاسبه چهار متغیر وابسته از الگوی درجه دوم استفاده شد.

نتایج نشان داد، از بین متغیرهای بررسی شده، کیتوسان به دلیل تبدیل غشای پلی(وینیلیدن فلویورید) به نوع آب دوست، اثر عمده ای بر خواص ساختاری غشای کیتوسان-PVDF/g-C3N4 تهیه شده دارد. طبق نتایج، حداکثر حذف سفیکسیم (حدود %81.34) در pH برابر 4.42، %3.19 از کیتوسان، 0.11g  از g-C3N4 و 42.51mg/L از سفیکسیم به دست آمد. نتایج بهینه سازی، اختلاف کمی بین مقدارهای پیش بینی شده (%81.34) و تجربی (%78.21) نشان داد. همچنین ضریب هم بستگی زیاد مدل درجه دوم (%99.41) نشان داد، روش سطح پاسخ قابلیت حذف سفیکسیم را با تعداد کمی از آزمایش ها، به خوبی پیش بینی و بهینه سازی کرده است. نتایج تجربی حاکی از کارآمدی غشای کیتوسان- PVDF/g-C3N4 در حذف سفیکسیم از محلول های آبی است.