در سال‌های اخیر حضور مواد دارویی در محیطزیست روند رو به رشدی داشته است. این مولکول‌های دارویی اغلب از طریق ادرار یا مدفوع دفع شده و وارد فاضلاب‌ها می‌شوند و درصورتی‌که در سیستم فاضلاب، تخریب یا حذف نشوند درنهایت می‌توانند به آب آشامیدنی منتقل شوند.
برای حذف این مواد از آب‌ها، روش‌های مختلفی وجود دارد که هرکدام مزیت‌ها و مضرات خاص خود را دارند. مطالعات اخیر نشان داده است که روشی به نام «فتوکاتالیز نیمه‌هادی» می‌تواند جایگزین روش‌های معمول برای حذف آلاینده‌های مواد از آب باشد. اکسید روی یک فتوکاتالیست بالقوه است که به‌تازگی به دلیل توانایی اکسایش بالا، غیر سمی بودن، پایداری شیمیایی و هزینه پایین، در تحقیقات و صنایع بسیار موردتوجه قرار گرفته است. این ماده در حضور نور و مانند سایر انواع کاتالیست ها می‌تواند سرعت واکنش‌های مربوط به حذف مواد شیمیایی از آب‌ها را افزایش دهد و موجب بهبود کارایی چنین فرایندهایی شود.
مولکول‌های دارویی اغلب از طریق ادرار یا مدفوع دفع شده و وارد فاضلاب‌ها می‌شوند و درصورتی‌که در سیستم فاضلاب، تخریب یا حذف نشوند درنهایت می‌توانند به آب آشامیدنی منتقل شوند.
بااین‌حال، فعالیت کاتالیستی اکسید روی به طول‌موج‌های ناحیه ماورای بنفش یا UV محدود بوده و تنها قادر به جذب نور UV با طول‌موج کمتر از 387 نانومتر است. لذا تلاش‌های فراوانی برای افزایش قابلیت‌های عملی آن در حال جریان است. در همین راستا، محققینی از دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال سعی نموده‌اند با به‌کارگیری نانوذرات اکسید روی و اصلاح ساختار آن‌ها با نانوذرات غیرفلزی مانند کربن، نیتروژن و گوگرد، مولکول‌های داروی مهم «فلوئوسینولون استوناید» را در آب‌ها تجزیه نموده و بی‌اثر نمایند.
به گفته این محققین، استراتژی مربوطه برای گسترش جذب نور توسط اکسید روی، تغییر محل پیوند شیمیایی با استفاده از نانوذرات غیرفلزی مانند کربن، نیتروژن و گوگرد است. از میان این عناصر غیرفلزی، نیتروژن به دلیل اندازه سازگارش با اکسیژن و داشتن کمترین انرژی یونیزاسیون، به‌طور گسترده‌ای قابل‌قبول است.
در این پژوهش، پودرهای مختلف اکسید روی که با نیتروژن، گوگرد و کربن اصلاح‌شده و از طریق روش رسوبی ساخته‌شده بودند، مورداستفاده قرار گرفتند. سپس وضعیت تخریب داروی مورداشاره و از بین رفتن آن در آب، از طریق پودرهای فوق موردبررسی قرار گرفت.
نتایج پژوهش نشان داد که با افزایش غلظت اکسید روی مورداشاره، بازده تخریب داروی فلوئوسینولون در حضور نور افزایش قابل‌توجهی می‌یابد.
همچنین طبق نتایج به‌دست‌آمده از این مطالعه، با افزایش وزن اکسید روی، کل سطح‌فعال افزایش یافته و در وزن‌های بالاتر کاتالیست، سرعت تخریب فوتون‌های نوری کاهش می‌یابد و تأثیرات نور در این فرایند بیشتر می‌گردد.
محققان، علاوه بر این مشاهده کردند که با اضافه کردن ماده «پتاسیم پراکسید سولفات» به سیستم اکسید روی تیمارشده
همچنین طبق این یافته‌ها، با کاهش اسیدیته محیط آبی و رفتن به سمت قلیایی شدن، میزان تخریب داروی «فلوئوسینولون استوناید» وضعیت بهتری پیدا می‌کند.
البته باید به این نکته نیز اشاره کرد که هر چه مقدار و غلظت داروی فوق در آب بیشتر باشد، مولکول‌های بیشتری از آن بر روی سطح فتوکاتالیست جذب‌شده و لذا محل‌های فعال کاتالیزور سریع‌تر کاهش پیدا می‌کنند. لذا در چنین حالتی به میزان بیشتری از کاتالیزور نیاز است.
نتایج این تحقیق جالب می‌تواند در کمک به سایر محققین برای ساخت فیلترهای مناسب جذب مواد دارویی نظیر داروی فلوسینولون استوناید در محیط‌های آبی، کمک مؤثری نماید.
این نتایج در قالب مقاله‌ای علمی پژوهشی و به زبان انگلیسی در نشریه بین‌المللی Iranian Journal of Chemistry and Chemical Engineering وابسته به پژوهشکده توسعه صنایع شیمیایی جهاد دانشگاهی ایران به چاپ رسیده است.
گزارش: محمدرضا دلفیه
منبع: Iranian Journal of Chemistry and Chemical Engineering
No tags for this post.