به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « response surface methodology » در نشریات گروه « علوم پایه »

  • فرزانه عباسی سورکی، امیر منصوری زاده*، محمدحسین جاذبیزاده
    وجود پساب های دارویی از مشکلات قابل توجه محیط زیست است. تماس دهنده های غشایی جهت تصفیه انواع پساب ها مورداستفاده هستند. در این پژوهش کارایی تماس دهنده های غشایی پلی وینیلیدین فلوراید - هگزا فلوروپروپیلن (PVDF-HFP) و پلی سولفون (PSF) در جداسازی آنتی بیوتیک از پساب دارویی مقایسه شدند. بدین منظور غشاهای الیاف توخالی PVDF-HFP به روش جداسازی فازی با غیر حلال (NIPS) تهیه شدند. غشاهای الیاف توخالی مشخصه یابی شدند. استخراج پنی سیلین جی از پساب دارویی با سامانه تماس دهنده غشایی مایع - مایع انجام شد. با روش سطح پاسخ بهینه سازی متغیرهای عملیاتی استخراج پنی سیلین جی انجام شد. نتایج نشان داد غشای PVDF-HFP ساختاری باز با حفره های انگشت مانند بزرگ، پوست بیرونی بسیار نازک و لایه داخلی بدون پوسته دارد. غشا دارای متوسط اندازه منافذ سطحی، تخلخل کلی و زاویه تماس آب به ترتیب µm 04/0، %84 و 94 است. غشای PVDF-HFP در شرایط عملیاتی بهینه شدت جریان فاز آبی  ml/min51 و شدت جریان فاز آلی ml/min 144، بیشینه شار استخراج پنی سیلین جی  kg/m2s10-3×54/1 را نشان داد. با مقایسه خصوصیات و استفاده از روش سطح پاسخ مشخص شد تماس دهنده غشایی PVDF-HFP شار استخراج بالاتری نسبت به PSF در جداسازی پنی سیلین جی از پساب دارویی دارد.
    کلید واژگان: پساب دارویی, پنی سیلین جی, تماس دهنده غشایی, روش سطح پاسخ}
    Farzaneh Abbasisourki, Amir Mansourizadeh *, Mohammad Hossein Jazebizadeh
    Pharmaceutical waste is one of the considerable problems of the environment. Membrane contactors are used to treat various of wastewater. This study compared the effectiveness of polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene (PVDF-HFP) and polysulfone (PSF) membrane contactors in separating antibiotics from pharmaceutical wastewater. For this purpose, PVDF-HFP hollow fiber membranes were prepared using the non-solvent phase separation (NIPS) method. Hollow fiber membranes were characterized. Penicillin G was extracted from pharmaceutical wastewater with a liquid-liquid membrane contacting system. Optimizing the operational variables of penicillin G extraction was done using the response surface method. The results showed that the PVDF-HFP membrane has an open structure with large finger-like cavities, fragile outer skin, and an inner skinless layer. This membrane has an average surface pore size, total porosity, and water contact angle of 0.04 µm, 84%, and 94°, respectively. PVDF-HFP membrane showed the maximum penicillin G extraction flux of 1.54 × 10-3 kg/m2s in the optimal operating conditions of aqueous phase flow rate of 51 ml/min and organic phase flow rate of 144 ml/min. By comparing the characteristics and using the response surface method, it was determined that the PVDF-HFP membrane contactor has a higher extraction flux than PSF in separating penicillin G from pharmaceutical wastewater.
    Keywords: Membrane Contactor, Pharmaceutical Wastewater, Penicillin G, Response Surface Methodology}
  • Suprapto Suprapto *, Yatim Ni'mah, Ayu Subandi, Nabila Yuningsih, Anggun Pertiwi
    The adsorption of zinc, lead, and copper ions onto silica gel adsorbent has been successfully carried out in this study. Linear regression of polynomial transformation from input variables was employed to model the correlation between estimator variables (adsorbent dose, initial concentration, contact time, and pH) and output variable (%removal). Although the R2 scores varied, overall, the models performed well in predicting metal ion removal. The regression coefficients of the models revealed that adsorbent dose and pH were the most significant factors for zinc and copper adsorption, while initial concentration and contact time also have a significant role in lead adsorption. Bayesian regression was used as a complementary approach to Response Surface Methodology (RSM), revealing different weight distributions for zinc and copper adsorption compared to RSM polynomial regression. The study concludes that copper and lead adsorption using RSM are more reliable compared to zinc, and suggests further optimization of factors or levels for more accurate results. The use of Bayesian regression provides valuable insights into variable weights and can improve the optimization process. Overall, this study provides useful information for designing efficient metal ion adsorption processes. This study provides useful insights for future research on the competition for metal ions in adsorption processes.
    Keywords: Adsorption, Zinc, Copper, Lead, Response Surface Methodology, Bayesian Regression}
  • Raheleh Niazi, Majid Hamzehloo *, Hossein Mahdavi
    Since natural bitumen without additives is not suitable for creating a robust pavement structure to withstand diverse weather conditions and traffic loads, researchers have been exploring innovative methods to improve and enhance the properties of bitumen in recent years. This paper aims to optimize the composition of modified bitumen, considering the best physical performance for use in hot regions. To achieve this, the influence of four types of additives, namely Recycled Tire Rubber (RTR), Styrene-Butadiene-Styrene (SBS), reused Low-Density PolyEthylene (LDPE), and Sulfur (S), at three levels, is evaluated on the properties of bitumen using the Response Surface Methodology based on Central Composite Design (CCD). Based on the evaluations, optimal values for the additives are determined. Laboratory results demonstrate that the optimal values of the additives not only improve the penetration grade, softening point, ductility, and viscosity of bitumen but also exhibit synergistic effects. Furthermore, the addition of mineral additives significantly enhances the storage stability of the incorporated polymers in bitumen. The optimized modified bitumen, with the aforementioned properties, demonstrates an error value consistently less than 2% of the measured values, providing satisfactory performance for use in hot regions.
    Keywords: Polymer Additives, Modified Bitumen, Bitumen Physical Properties, Response Surface Methodology, Storage Stability}
  • احمد نیک سرشت*، حجت الله نورمحمدی
    چارچوب MIL-101(Cr) یکی از موردمطالعه ترین چارچوب های آلی-فلزی با پایه کروم است. این چارچوب از یون کروم و لیگاند ترفتالیک اسید تشکیل شده است. در این مطالعه، به منظور توسعه روش های کارآمد سنتز جایگزین، از روش فراصوت سنتز استفاده شد. بهینه سازی بازده این چارچوب آلی-فلزی بامطالعه دو پارامتر اساسی، یعنی دما و زمان، با استفاده از روش سطح پاسخ انجام شد. تاثیر این پارامترها از طریق طراحی مرکب مرکزی (CCD) ، بهینه شده و رفتار آن ها با استفاده از آنالیز واریانس مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. یک معادله درجه دوم برای پیش بینی رفتار فرآیند در شرایط مختلف با R2 برابر با 9998/0 ارائه شده است. که نشان دهنده همپوشانی مناسب داده های تجربی و مقادیر پیش بینی شده توسط مدل ارائه شده، برای میزان بهینه بازده است. پارامترهای حاصل از آنالیز واریانس، نشان می دهند که زمان اثر معنی دارتر و نقش موثرتری در مدل ایفا می کند. ساختار نانوترکیب تهیه شده ، با استفاده از تکنیک های طیف سنجی پراش پرتوی ایکس، طیف سنج مادون قرمز تبدیل فوریه، آنالیز توزین حرارتی، میکروسکوپ الکترونی روبشی و اندازه گیری سطح ویژه مواد و تخلخل سنجی جذب و واجذب نیتروژن به روش BET شناسایی شد. این ماده یک سطح ویژه بسیار بالا (m2.g-1 2143)، حجم حفره بزرگ (cm3.g-1 8/0)، پایداری حرارتی/شیمیایی/آب خوب دارد. همچنین نتایج حاصل از سنتز با استفاده از حمام فراصوت، نشان داد که ذرات دارای حفره های ریز متخلخل، قفس های مزوپور و شکل هشت وجهی یکنواخت با اندازه متوسط 125 تا 260 نانومتر هستند. میزان مصرف انرژی تابش فراصوت، بسیار کمتر از روش های هیدروترمال و سولوترمال است. بنابراین می توان گفت که فن آوری فراصوت، سبزتر، سریع تر و کارآمدتر از روش های گرمایش الکتریکی مرسوم است.
    کلید واژگان: MIL-101 (Cr), امواج فراصوت, روش سطح پاسخ, چارچوب های آلی-فلزی, ترفتالیک اسید و آنالیز واریانس}
    Ahmad Nikseresht *, Hojatolah Normohamadi
    MIL-101(Cr) stands as one of the extensively researched chromium-based metal–organic frameworks, comprised of chromium metal ions and terephthalic acid ligands. This study introduces an innovative approach to MIL-101(Cr) synthesis by employing ultrasound (UTS) irradiation. Our primary objective revolved around optimizing key operational parameters, namely time and temperature, using the central composite design method. Subsequently, we conducted an in-depth analysis using variance analysis to understand their respective impacts. To predict process behaviour, we developed quadratic equations under varying conditions, achieving a remarkable R2 value of 0.9998 to relate parameters and synthesis yield. Results revealed a more pronounced influence of time variation compared to temperature on the synthesis process. Moreover, we subjected the synthesized MIL-101(Cr) to rigorous characterization using FT-IR, XRD, SEM, TGA, and N2 physisorption techniques. Our findings showcased the synthesized MIL-101(Cr) possessing exceptional characteristics, including an ultra-high specific surface area (2143 m2. g-1), substantial pore size (0.8 cm3.g-1), and excellent thermal, chemical, and water stability. Further examination indicated the presence of microporous windows, mesoporous cages, and uniform octahedral particles ranging in size between 125-260 nm.Notably, our study emphasized the energy efficiency of UTS irradiation over conventional electric (CE) heating, highlighting its potential as a quicker, more efficient, and environmentally friendly alternative to conventional synthesis methods.
    Keywords: Mil-101(Cr), Ultrasonic Irradiation, Response Surface Methodology, Metal-Organic Framework, Terephthalic Acid, Analysis Of Variance}
  • Controlled Mesalazine Release Based on a Novel pH-Sensitive Molecularly Imprinted Polymer: RSM Approach
    Fatemeh Borji Peydeh, Seyed Siamak Ashraf Talesh *
    To enhance the effectiveness of medicinal medicines and minimize side effects, the expansion of an intelligent oral drug delivery system that is sensitive to the pH in the human body is a critical need. Here, pH-sensitive nano molecular imprinted polymers (NMIPs) were synthesized as a drug carrier to release mesalazine in the colon. A precipitation polymerization process was employed to synthesize the NMIPs using mesalazine (MZ), methacrylic acid (MAA), ethylene glycol dimethacrylate (EGDMA), and azobisisobutyronitrile (AIBN) as a template, functional monomer, cross-linker, and radical initiator, respectively. The preparation conditions of the MIPs were optimized by the Response Surface Methodology (RSM) based on the Central Composite Design (CCD) by investigating the effect of two main factors as Molar ratio of drug/monomer and the Molar ratio of monomer/cross-linker. The predicted data are in admissible assent with the empirical data using RSM (R2 = 0.9729). The optimum molar ratio of the template: monomer: cross-linker was achieved 1:2:10. The synthesized nanopolymers were characterized by Fourier Transform InfraRed (FT-IR) spectroscopy, Scanning Electron Microscopy (SEM), Transmission Electron Microscope (TEM), Brunauer Emmett Teller (BET), X-Ray powder Diffraction (XRD) and Thermo Gravimetric Analysis (TGA). The NMIP-loaded release with MZ was investigated in vitro and shown to an extremely pH-dependent. The desorption process showed that the drug desorption was minor in simulated gastric fluid (pH = 1.2), In contrast, in the simulated colon fluid (pH = 7.4), it was sustained and represented a great method for delivering colon-specific medication. These polymers showed 10.35% and 99.16% drug release at pH 1.2 and 7.4, respectively. According to kinetic investigations, the drug's release rate closely matches the first-order equation. The results demonstrate that the NMIPs can be used as a pH-responsive oral delivery system to deliver drugs to target organs in a regulated manner.
    Keywords: Molecularly Imprinted Polymers, Ph Sensitive, Colon, Controlled Drug Delivery, Mesalazine, Response Surface Methodology}
  • Shirin Yousefian, Ghasem Mohammadi Nejad *, Mahdiyeh Salarpour, Reza Hajimohammadi-Farimani
    The bioconversion of sweet sorghum bagasse as lignocellulosic biomass into bioethanol is a complex and challenging process. The present study focuses on optimizing the pretreatment, enzymatic hydrolysis, and fermentation processes during bioethanol production from the bagasse of a drought-tolerant and high-yield sweet sorghum genotype (ISCV 25264).A comparison of acid and alkali pretreatment methods on enhanced enzymatic saccharification of sweet sorghum bagasse indicated that alkali pretreatment with NaOH was more effective. Three independent variables including the NaOH concentration (2-4%), pretreatment time (10-40 min), and pretreatment temperature (80-120°C) were optimized using Response Surface Methodology (RSM) based on central composite design. Pretreatment optimization resulted in a glucose concentration of about 84 g/L during the enzymatic hydrolysis. Afterward, the key variables affecting the hydrolysis process, which included the substrate concentration (5-10%), time (20-70 h), and the temperature (38-50°C) of the hydrolysis reaction were optimized by RSM. Glucose concentration was increased to 93 g/L by using the optimized enzymatic hydrolysis parameters (substrate concentration of 10%, incubation time of 60 h, and incubation temperature of 50°C). Subsequently, Simultaneous Saccharification and Fermentation (SSF) and separate hydrolysis and fermentation (SHF) methods were performed for bioethanol production using Saccharomyces cerevisiae. The results indicated that the ethanol concentration after 48 h was higher under the SHF method (48.714 g/L), compared to SSF (29.582 g/L); however, this method was not commercially attractive due to the much longer total time for bioethanol production. Finally, optimization of the parameters during the SSF process (substrate and yeast concentrations of 30% and 4%, respectively) led to an ethanol concentration of 33 g/L. The optimization of the bioethanol production process in this research has created a platform for pilot-scale studies to investigate the feasibility of bioethanol production from sweet sorghum bagasse at the industrial level.
    Keywords: Bioethanol, Sweet Sorghum, Bagasse, Optimization, Response Surface Methodology}
  • Sayyed Hossein Hashemi *, Prof. Massoud Kaykhaii, Ahmad Jamali Keikha, Leila Raisi

    This research investigates the usage of pipette tip micro solid phase extraction for the separation of 6-mercaptopurine of complicated matrices before its spectrophotometric detection. To overcome the non-selectivity of spectrophotometry, an ethylene glycol dimethacrylate-based molecularly imprinted polymer was prepared and applied as an adsorbent, which enabled selective and fast extraction of the analyte. To improve the transfer of the analyte to the adsorbent, salting-out effect was employed by the addition of 300 mg of NaCl to the sample before performing microextraction. Variables affecting the microextraction of the protocol were investigated utilizing two ways of one-factor-at-a-time and response surface methodology, which showed good consistency with each other. Extraction parameters were optimized as pH of sample = 9.0, sample volume = 10 mL, amount of adsorbent = 2.0 mg, eluent = 250 µL of methanol:acetonitrile (1:5 v/v), and extraction and elution cycles of 10 and 12 times, respectively. The dynamic linear range of the protocol was 1.0–1000.0 µg L-1, with a limit of detection of 0.25 µg L-1. The method was compared with extraction by a non-imprinted polymer. The extraction efficiency of the analyte obtained from 96.0% to 99.8%, by relative standard deviations better than 5.3%. The suggested technique was employed to determine 6-mercaptopurine in seawater and body fluid samples, and the results were validated by comparing them to a standard HPLC method. The whole analysis time, including microextraction, was about 25 minutes and to perform this method, the sole instrument required is a conventional spectrophotometer.

    Keywords: 6-mercaptopurine, Pipette-tip micro solid-phase extraction, Molecularly imprinted polymer, Response Surface Methodology}
  • فاطمه صداقت، مرتضی یوسف زادی*، ارش قادری، فاطمه شایسته

    فراریت اسانس ها و ناپایداری آن ها در برابر عوامل محیطی، موجب محدودیت استفاده از آن ها می گردد. با این وجود، کپسوله کردن در نانوذرات پلیمری می تواند به طور قابل توجهی نیمه عمر این ترکیبات را افزایش دهد و استفاده از آن ها را به مدت طولانی تری، امکان پذیر نماید. در میان انواع پلیمرهای مورد استفاده در کپسولاسیون اسانس ها، پلیمر زیست تخریب پذیرکیتوسان به دلیل سمیت پایین و رهایش کنترل شده بسیار مورد توجه است. از اینرو، پژوهش حاضربا هدف نانوکپسولاسیون کارواکرول و تیمول درکیتوسان با تکنیک ژل سازی یونی انجام گرفت؛ و با در نظر گرفتن سه متغیر غلظت کیتوسان (1/0- 3/0 درصد)، غلظت TPP (1/0- 2/0 درصد) و غلظت اسانس (1/0- 2/0 درصد)، متوسط اندازه ی نانوذرات با استفاده از روش سطح پاسخ و طرح مرکب مرکزی بهینه سازی شد. توزیع اندازه ی ذرات و شاخص پراکندگی (PDI) نانوفرمولاسیون های آماده سازی شده به کمک آنالیز DLS، تایید بارگیری اسانس با آنالیز FTIR و بازده ی کپسولاسیون به روش اسپکتروفتومتری تعیین شد. در ادامه، نتایج حاصل از بهینه سازی سنتز نانوذرات مورد بررسی قرار گرفت که بر این اساس، شرایط بهینه ی سنتز نانوذرات کیتوسان- تیمول و دستیابی به سایز 101 نانومتر و بازده ی کپسولاسیون 72 درصد، غلظت 11/0 درصد کیتوسان، 19/0 درصد TPP و 14/0 درصد تیمول تعیین شد. در مورد نانوذرات کیتوسان- کارواکرول، غلظت 13/0 درصد کیتوسان، 19/0 درصد TPP و 15/0 درصد کارواکرول منجر به تشکیل نانوذراتی با سایز 95 نانومتر و بازده ی کپسولاسیون 65 درصد گردید. به طورکلی، نتایج این مطالعه توانایی روش سطح پاسخ جهت پیش بینی اندازه و پراکندگی ذرات نانوفرمولاسیون های کیتوسان حاوی کارواکرول و تیمول را نشان داد.

    کلید واژگان: نانوکپسولاسیون, تیمول, کارواکرول, کیتوسان, روش سطح پاسخ}
    Fatemeh Sedaghat, Morteza Yousefzadi*, Arash Ghaderi, Fatemeh Shayesteh

    The volatility of essential oils and their instability against environmental factors limit their use. However, encapsulating these compounds in polymeric nanoparticles can significantly increase their half-life and make their use possible for longer periods. Chitosan, a biodegradable polymer with controlled release and low toxicity, is one of the polymers utilized in the encapsulation of essential oils. As a result, the present study was carried out with the aim of nanoencapsulation of carvacrol and thymol in chitosan using ionic gelation method and the concentration of chitosan (0.1-0.3%), TPP concentration (0.2-0.1%) and concentration of essential oil (0.1-0.2%) as three variables. The mean particle size of chitosan nanoparticles was optimized using response surface methodology and central composite design. The size and polydispersity index (PDI) were determined by DLS, essential oil loading confirmation was evaluated by FTIR, and the spectrophotometric method was used to measure the encapsulation efficiency. Then, the results of the optimization of nanoparticle synthesis were investigated. The optimum conditions for the synthesis of chitosan-thymol nanoparticles and achieving a size of 101 nm and encapsulation efficiency of 72%, a concentration of 0.11% chitosan, 0.19% TPP and 0.14% thymol were determined. In the case of chitosan-carvacrol nanoparticles, a concentration of 0.13% chitosan, 0.19% TPP and 0.15% carvacrol resulted in the formation of nanoparticles with a size of 95 nm and an encapsulation efficiency of 65%. In general, the results demonstrated the ability of the response surface methodology to predict the particle size and PDI of chitosan nano-formulations containing carvacrol and thymol.

    Keywords: Nanocapsulation, Thymol, Carvacrol, Chitosan, Response surface methodology}
  • Mahshid Ghadami, Mahdi Asadi-Ghalhari *, Hassan Izanloo, Shokoufeh Alasvand, Fatameh Sadat Tabatabaei, Roqiyeh Mostafaloo, Alireza Omidi Oskouei, Nasim Ghafouri
    Wastewater treatment plants are an important pathway for microplastics (MPs) to enter the environment. In recent decades, hybrid treatment technologies such as sono-electrocoagulation have been used to treat various types of wastewater. This study aimed to remove polypropylene microplastics from synthetic wastewater by sono-electrocoagulation process using central composite design. The central composite design was utilized to investigate the relationship among four independent variables including the number of MPs (0.003-0.03 MPs/L), sodium sulfate concentration (180-9000 mol/L), voltage (1-15 V) and reaction time (20-180 min) on the efficiency of polypropylene microplastic. Design Expert 13 software and central composite design method were used to design and analyze the experiments and results. The optimum number of concentration of MPs, sodium sulfate concentration, voltage, and reaction time were found to be 6343.36 MPs/L, 0.0181924 mol/L, 10.0356 V, and 62.21 min, respectively. In optimal conditions, polypropylene removal was found to be %90.34. Central composite design proposed a quadratic model for this process. Adequacy of the model using lack of fit statistical tests values, p-values, and F-values was checked, yielding the values of were 1.76, 0.0001 ˂, 19.51, respectively. The R2, R2 adjusted, R2 predicted values which were 0.9367, 0.8776, 0.6959, respectively. Considering the proper removal efficiency, the sono-electrocoagulation process can be used to remove microplastics.
    Keywords: sono-electrocoagulation, Microplastic, response surface methodology, Polypropylene}
  • Thennarasu Palani, Ganapathy Sundaram Esakkimuthu *, Gopinath Dhamodaran, Sathyanarayanan Seetharaman
    In this study, the effects of ethanol-butanol/gasoline blends (EB0%, EB10%, and EB20%) on spark ignition engine performance and emissions were investigated for the different compression ratios (6.0:1, 8.0:1, and 10.0:1), and different load conditions (2kW, 4kW, and 6kW). Based on the experimental results, the response surface methodology has been used to develop a model and to estimate the outputs of brake thermal efficiency, brake-specific energy consumption, carbon monoxide, hydrocarbon, and oxides of nitrogen. The optimum operating conditions, 9.970% of the ethanol-butanol blend, 10.0:1 compression ratio, and 6 kW of engine load were obtained through the desirability approach of response surface methodology. Brake thermal efficiency, brake-specific energy consumption, carbon monoxide, hydrocarbon, and oxides of nitrogen at optimum conditions are 35.041 %, 0.493 kg/kWh, 0.217 %, 213.575 ppm, and 1263.787 ppm, respectively. Moreover, the developed models have higher R2 values near 1, and the optimum responses are obtained with a higher desirability value of 0.768. Ethanol-butanol/gasoline blends improved the brake thermal efficiency, carbon monoxide, and hydrocarbons. Whereas it increased the brake-specific energy consumption and oxides of nitrogen.  In addition, the validation test results illustrate that the acceptable error rate between optimized values obtained through the desirability approach of response surface methodology and experimental values is below 7%.
    Keywords: Oxygenate, Spark ignition, Carbon monoxide, optimization, Response surface methodology}
  • محمدرضا مهرعلیزاده، بهمن عبدالهی*
    در این پژوهش، الکتروکاتالیست NiTiO3 به روش سل-ژل تهیه گردید و به کمک روش الکتروفورتیک روی سطح گرافیت پوشش داده شد. آنالیزهای متعددی به منظور بررسی خصوصیات ریخت شناسی میکروسکوپی و ساختاری NiTiO3 انجام شد. ذرات NiTiO3 به شکل کروی و در سایز نانو به دست آمد. در ادامه، نتایج آزمون ولتامتری چرخه ای نشان داد که الکترود NiTiO3/G  نسبت به الکترود G با داشتن پتانسیل اکسیداسیون در محدوده mV 2/0 الکتروفعال بوده و بهتر در واکنش اکسایش آندی شرکت خواهد کرد. از طرفی نتایج آزمون امپدانس، مقاومت انتقال بار کم تری را برای الکترود NiTiO3/G در مقایسه با الکترود G نشان داد که باعث تسریع در فرآیند تخریب آلاینده می شود. سرانجام، الکتروکاتالیست NiTiO3  برای حذف آلاینده ری اکتیو بلک 5 (RB5) از محلول آبی توسط فرآیند اکسایش آندی مورد استفاده قرار گرفت. به این منظور راکتور واکنش با الکترود آندی NiTiO3/G و الکترود کاتدی گرافیت به کار گرفته شد. اثر شدت جریان، pH  اولیه، غلظت اولیه RB5 و زمان فرآیند بر راندمان حذف RB5 مورد بررسی قرار گرفت و روش سطح پاسخ برای بهینه سازی فرآیند اکسایش آندی استفاده شد. نتایج نشان داد که در شدت جریان، pH، غلظت اولیه RB5 و زمان فرآیند به ترتیب، mA 500، 6، mg/L 20 و 200 دقیقه، حداکثر راندمان حذف RB5 حاصل می گردد. بر این اساس چنین روشی برای تصفیه آب های آلوده به RB5 کاربرد خواهد داشت.
    کلید واژگان: الکتروکاتالیست, اکسایش آندی, ری اکتیو بلک, روش سطح پاسخ, NiTiO3}
    Mohammadreza Mehralizadeh, Bahman Abdollahi *
    In this research, NiTiO3 electrocatalyst was prepared by sol-gel method and coated on graphite surface by electrophoretic method. Several analyzes were performed in order to investigate the microscopic morphology and structural characteristics of NiTiO3. The NiTiO3 particles were obtained in spherical form and in nano size. In addition, the cyclic voltammetry results demonstrated that the NiTiO3/G electrode exhibited superior electrocatalytic activity when compared to the G electrode. The oxidation potential of the NiTiO3/G electrode, 0.3 mV, indicated improved involvement in the anodic oxidation reaction. Conversely, the impedance results revealed a decreased charge transfer resistance for the NiTiO3/G electrode in comparison to the G electrode, thereby accelerating the degradation process. The prepared electrocatalyst was used to remove reactive black 5 (RB5) pollutant from aqueous solution by anodic oxidation process. For this purpose, the reaction reactor with NiTiO3/G anode electrode and graphite cathode electrode was used. The effect of current, initial pH, initial concentration of RB5 and process time on the removal efficiency of RB5 was investigated and the response surface method was used to optimize the anodic oxidation process. The results showed that the maximum removal efficiency of RB5 was observed in applied current, pH, initial concentration of RB5 and process time of, 500 mA, 6, 20 mg/L and 200 minutes, respectively. Based on this, such a method can be used to remove RB5 from polluted water.
    Keywords: electrocatalyst, Anodic oxidation, Reactive black, Response surface methodology, NiTiO3}
  • Zineb El Jabboury *, Smail Aazza, Driss Ousaaid, Oumaima Chater, Uroš Gašić, Peđa Janaćković, Zora Dajic Stevanovic, Stefan Kolašinac, Meryem Benjelloun, Lahsen El Ghadraoui

    In this report, different extracts from the aerial parts of Ammi visnaga (L.), e.g., flowers, leaves, and stems were prepared using water, methanol, and ethanol. To optimize the extraction process, the design of mixtures was carried out using different extracting solvents and their combinations. The special cubic model explained the variance of the TPC and the antioxidant activity of the extracts at a level of R2 > 95%. In general, the analysis of the model-derived response surfaces revealed that in binary mixtures (50% ethanol + 50% methanol), the yielded values of phenolic compounds and the antioxidant activity increase with the water proportion of different prepared mixtures. The ability of the quaternary mixture to extract the phenolic compounds was also positively and significantly influenced by the water content, creating a mild polar medium for the extraction of phenolic compounds. The phenolic profile of different extracts under study revealed the presence of a cocktail of active ingredients, including chlorogenic acid, caffeic acid, rutin, p-coumaric acid, etc. especially the flower extract of A. visnaga (L.).

    Keywords: Ammi Visnaga (L.) Lam, Antioxidant Activity, Bioactive Compounds, Response Surface Methodology, Total Phenolic Content}
  • Ehsan Amirmotalebi, Naser Samadi *, Sohrab Ershad

    In this study, ZnO/Fe2O3 and ZnO/activated carbon nanoparticles have been employed as efficient adsorbents for the removal of ibuprofen antibiotic from aqueous solutions. Nano-adsorbents were characterized using X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), and transmission electron microscopy (TEM) analyses. The results illustrate that the ZnO/Fe2O3 and ZnO/activated carbon nanocomposite were successfully synthesized. Optimization of the removal of ibuprofen was scrutinized via response surface methodology (RSM) based on central composite design (CCD). The process parameters, such as pH (4-6), contact time (10-20 min), nanoparticles dosage (0.02-0.04 wt.%), and nano-adsorbent type (ZnO/Fe2O3 and ZnO/activated carbon) were investigated in batch experiments. Within the range of the chosen experimental conditions, the optimized values of pH, contact time, nanoparticles dosage, and nano-adsorbent type were obtained to be 5.48, 17.22 min, 0.03 wt.%, and ZnO/Fe2O3, respectively. According to the optimum condition, the anticipated Ibuprofen removal was 83.74% and the empirical value was 85.42%. The high values of R2 95.96 and R2 adj 93.78 demonstrate that the fitted model shows a satisfactory accord with the anticipated and empirical Ibuprofen removal. Adsorption kinetics and isotherms are well-fitted with pseudo-second-order and Langmuir models, respectively, meaning that monolayer adsorption of Ibuprofen to the adsorbent's surface is controlled by electrostatic interactions, stacking of π-π, and linkages of hydrogen

    Keywords: ZnO, Fe2O3, activated carbon, Adsorption isotherms, Ibuprofen, Optimization, Response surface methodology}
  • هادی غائبی*، الهه سلیمانی

    در این مقاله، سیستم ریفرمینگ بخارآب بیوگاز تلفیق شده با سیستم آب شیرین کن رطوبت زن- رطوبت زدا پیشنهاد شده است که با تحلیل ترمودینامیکی به بررسی اثرات متقابل پارامترهای ورودی بر توابع هدف (بازده انرژی و بازده اگزرژی) با استفاده از روش طراحی آزمایش ها پرداخته شده است. مدل سازی ترمودینامیکی جامع با استفاده از نرم افزار ای ای اس انجام شده است. طبق نتایج حاصل از تحلیل ترمودینامیکی، بازده انرژی، بازده اگزرژی، نرخ جریان جرمی هیدروژن و نرخ جریان جرمی آب شیرین به ترتیب 39/82% ، 65/72% ، 1071/0 کیلوگرم بر ثانیه و 211/0 کیلوگرم بر ثانیه بدست آمده است. به این ترتیب، با استفاده از تحلیل ترمودینامیکی سیستم توسط نرم افزار ای ای اس و انتقال آزمایشات براساس طرح مرکب مرکزی برای پارامترهای استخراج شده (دمای ورودی رطوبت-زدا)، نرخ جریان جرمی گردش یافته سیستم رطوبت زن- رطوبت زدا و دمای ورودی گرمکن سیستم آب شیرین کن) توسط نرم افزار دیزاین اکسپرت ، نتایج حاصله، تاثیر برهم کنش پارامترهای ورودی را نشان می دهد. در روش سطح پاسخ از طرح مرکب مرکزی در طراحی آزمایشی استفاده شده است. مقادیر R2 در پاسخ های بازده انرژی و بازده اگزرژی به ترتیب 99/99% و 97/99% محاسبه شده است که نشان دهنده دقت مدل است. نقاط بهینه برای پارامترهای ورودیA ، B و C و همچنین پاسخ های بازده انرژی و بازده اگزرژی به ترتیب 310 کلوین، 8 کیلوگرم بر ثانیه، 450 کلوین، 9051/0% و 7313/0% بدست آمده است.

    کلید واژگان: ریفرمینگ بخار آب بیوگاز, سیستم آب شیرین کن رطوبت زن- رطوبت زدا, ترمودینامیک, روش سطح پاسخ و طرح مرکب مرکزی}
    Elahe Soleymani

    In this paper, biogas steam reforming (BSR) coupled with a humidification dehumidification unit (HDH) was proposed and the novel thermodynamic analysis interaction effects on energy efficiency and exergy efficiency via the design of experiments was used. Comprehensive thermodynamic modelling has been performed using EES software. From the outlet results, the energy efficiency, exergy efficiency, hydrogen mass flow rate and freshwater mass flow rate of the system are obtained 82.39% and 72.65%, 0.1071 kg/s and 0.211 kg/s, respectively. Thus, by utilizing the thermodynamic analysis of the combined system by EES software and transferring the experiments based on the central composite design for the input parameters (the inlet temperature of the dehumidifier, humidifier and dehumidifier circulated mass flow rate and the desalination heater inlet temperature) extracted by the design expert software, the results show the impact of the interaction of the input parameters. In RSM model, the central composite design (CCD) is employed in the experimental design. values in energy and exergy efficiency responses were calculated 99.99% and 99.97%, respectively that shows the model has a good accuracy. The optimum points for parameters of A, B and C and also responses of energy efficiency and exergy efficiency are obtained 310 K, 8 kg/s, 450 K, 0.9051% and 0.7313%, respectively.

    Keywords: Biogas steam reforming, Humidification-dehumidification unit, Thermodynamic, Response surface methodology, Central composite design}
  • Subcritical water extraction of Foeniculum vulgare Mill (Fennel) essential oil
    AmirSaeed Ghorbani, Ali Haghihi Asl, Maryam Khajenoori *

    This study extracted the essential oil from Foeniculum vulgare Mill seeds (Fennel) with subcritical water and compared it to the method of Hydro distillation. The important ingredient of essential oil is trans-Anethole. Identification of substances in essential oil and their amount were performed by GC and GC/MS analysis. The effect of temperature, mean particle size, flow rate, and extraction time on the amount, and quality of subcritical water extraction was studied. To facilitate the experiments and investigate the effect of the parameters in their extraction and interaction, used the method of response surface with a central composite design (CCD). The optimum conditions for trans-Anethole extraction happened at a temperature of 125 °C and a mean particle size between 0.5 and 0.71 mm in 65 min and a flow rate of 25.1 mL/min. The total maximum yield (0.02345 mg essence/g dry sample) obtained at the optimal conditions was more than that achieved by the Hydro distillation method (0.01322 mg essence/g dry sample).

    Keywords: extraction, Subcritical Water, Hydro distillation, Foeniculum vulgare Mill, Response surface methodology}
  • فرزاد وزیری علمدارلو، فاضل ضحاکی فر*، نفیسه سالک
    در این تحقیق، جاذب گرافن اکساید (GO) با روش هامرز اصلاح شده تهیه گردید و با آمینومتیل فسفنیک اسید عامل دار شده و به کارگیری آن در جذب یون های استرانسیم از محلول های آبی در فرایند ناپیوسته مورد بررسی قرار گرفت. مشخصه یابی جاذب ها با TEM و FT-IR انجام گرفت. تصاویر TEM گرافن اکساید عامل دارشده نشان داد که ورقه های شفاف گرافنی به صورت موج دار تشکیل شده اند. هم چنین طیف FT-IR نشان داد که گرافن اکساید به خوبی با آمینومتیل فسفنیک اسید عامل دار شده و گروه های عاملی اکسیژن دار کاهش یافته است. برهم کنش پارامترهای pH، مقدار جاذب، و دما با استفاده از طراحی آزمایش روش سطح پاسخ مورد بررسی قرار گرفته است. مدل درجه دوم به خوبی با داده های آزمایشگاهی مطابقت داشت. نتایج نشان داد که خطای سیستماتیک در انجام آزمایش ها وجود ندارد و صحت سنجی مدل با آزمایش های تصادفی نشان دهنده خطای کم مقادیر پیش بینی شده توسط مدل بود. داده های سینتیکی با سه مدل شبه مرتبه اول، شبه مرتبه دوم و دو نمایی آنالیز شد و داده های آزمایشگاهی تطابق بهتری با مدل شبه مرتبه دوم داشت. نتایج تحقیق نشان داد که گرافن اکساید عامل دارشده با آمینومتیل فسفنیک اسید قابلیت خوبی برای جذب استرانسیم از محلول های آبی دارد.
    کلید واژگان: گرافن اکساید عامل دار شده, استرانسیم, روش سطح پاسخ, آمینومتیل فسفنیک اسید, محلول آبی}
    F. Vaziri Alamdarlo, F. Zahakifar *, N. Salek
    In this study, graphene oxide (GO) adsorbent was prepared by modified Hummer’s method and functionalized with aminomethylphosphonic acid. Its application to the adsorption of Sr ions from aqueous solutions in a batch sorption process was investigated. Adsorbents were characterized by TEM and FT-IR. The TEM images of functionalized graphene oxide showed that graphene sheets are formed in wavy sheets. The FTIR spectrum revealed that graphene oxide was highly functionalized with aminomethylphosphonic acid and oxygenated functional groups were reduced. Response surface methodology investigates pH, adsorbent dosage, and temperature parameters. The quadratic model corresponds well with the experimental data. The results illustrated that there is no systematic error in the experiments. The verification of the model with random experiments showed a low error in the values predicted by the model. The kinetic data were analyzed by Pseudo-first-order, Pseudo-second-order, and Double- exponential kinetic models, and experimental data were well modeled by the pseudo-second-order kinetic model. The research results showed that graphene oxide functionalized with aminomethylphosphonic acid has a good ability to strontium adsorption from aqueous solutions.
    Keywords: Functionalized Graphene Oxide, Strontium, Response Surface Methodology, Aminomethylphosphonic Acid, Aqueous Solution}
  • Bahar Parsazadeh, Hasan Asilian Mahabadi, Corresponding Author, Niloofar Damyar

    Carbon monoxide is one of the main air pollutants, mainly produced from the incomplete combus tion of fossil fuels. This s tudy aims to oxidize carbon monoxide by copper oxide nanoparticles immobilized on zeolite13X subs trate. The present inves tigation was conducted to determine the effect of carbon monoxide concentration parameters (in the range of 200-1400 ppm) and reaction temperature (in the range of 100-500 °C) on the efficiency of carbon monoxide conversion by CuO/Zeolite 13X nanocatalys t. The design of the experiment and the determination of the number of experiments were analyzed using the central composite design method, and the s tatis tical tes t of analysis of variance was done using the response surface method. Also, the s tructural and morphological characteris tics of the nanocatalys t were inves tigated using BET, BJH, FE-SEM, EDX, and XRF tes ts. The results show that CuO/Zeolite 13X nanocatalys t efficiently oxidizes carbon monoxide. The highes t conversion efficiency of 82.6% was obtained at a temperature of 400 °C and a carbon monoxide concentration of 500 ppm as the optimal conditions. According to the EDX tes t results, copper oxide nanoparticles with a weight percentage of 5.9% were loaded on the Zeolite 13X subs trate. Design Expert11 software reduced the cubic model with an R2 coefficient of 0.98.

    Keywords: Carbon monoxide, Copper Oxide nanoparticles, Zeolite 13X, Catalytic oxidation, Response surface methodology, Central composite design}
  • مهدی اسدالله زاده*، رضوان ترکمان

    در این مطالعه، فرآیند الکترووینینگ در تولید کبالت فلزی در غلظت های پایین در محیط کلریدی با دو روش مدل سازی سطح پاسخ و شبکه عصبی مصنوعی مورد بررسی قرار گرفت. نخست، فرآیند استخراج حلالی برای بازیابی کبالت از دو خوراک متفاوت با استخراج کننده دی تیوفسفونیک اسید به فاز آلی و انتقال به فاز آبی با محلول HCl  یک مولار انجام شد. سپس، فرآیند تولید فلز با استفاده از روش الکترووینینگ و با بررسی پارامترهای موثر مانند زمان، pH  محلول، غلظت یون ها و شدت جریان انجام شد. شرایط عملیاتی نقطه بهینه به ترتیب برای pH محلول آبی، زمان، غلظت اولیه فلز کبالت، شدت جریان به ترتیب برابر با 4، 40 دقیقه،  008/0 مول بر لیتر و 1 آمپر، بدست آمد.  نتایج نشان داد که دمای ◦C 15 برای انجام فرآیند مطلوب تر است و افزایش شدت جریان، زمان و غلظت یون ها در محلول به بالا بردن جریان موثر کمک می کند. مقادیر اسیدیته محلول برای فرآیند الکتروینینگ بسیار مهم است و به شرایط سیستم وابسته است. نتایج آنالیز های XRF و EDX نشان داد که در شرایط بهینه، کبالت فلزی با خلوص بالای 8/99 % بر روی سطح کاتد تجمع یافته است. نتایج حاصل از مدل سازی دو روش نشان داد که شبکه عصبی مصنوعی در توافق بهتری با نتایج تجربی نسبت به روش سطح پاسخ است.

    کلید واژگان: کبالت فلزی, فرآیند الکترووینینگ, درصد جریان موثر, شبکه عصبی, روش سطح پاسخ}
    Mehdi Asadollahzadeh *, Rezvan Torkaman

    In this study, the electrowinning process was investigated in the production of metal cobalt from a low chloride solution concentration by both response surface methodology and artificial neural network. Initially, the solvent extraction process from two different feeds was performed to recover cobalt ions by dithiophosphinic acid to the organic phase and transferring it to the aqueous phase with HCl solution (1 M). Then, the metal production process was performed using the electrowinning method and examining the effective parameters such as time, pH of solution, ion concentration and current ampere. The optimization conditions for pH of aqueous solution, time, cobalt ion concentration, and ampere were obtained equal to 4, 40, 0.008 mol/L, 1 A, respectively. The results showed that the temperature of 15 ◦ C was more favorable for the process. Increasing the current ampere, time, and concentration of ions in the solution helps to increase the current efficiency. The acidity values ​​in the aqueous phase are essential for the electrowinning process and depend on the system’s conditions. The XRF and EDX analysis results showed that in optimum conditions, metal cobalt with purity above 99.8% was accumulated on the cathode surface. The modeling results of two methods showed that the artificial neural network is in better agreement with the experimental results than the response surface methodology.

    Keywords: Cobalt Metal, Electrowinning Process, Current efficiency, Neural network, Response surface methodology}
  • محسن شیرخدای کاشانی، سید مهدی قریشی، میلاد غنی*، بهروز ملکی

    در این مطالعه، یک جاذب جدید بر اساس نسل دوم پلی (آمیدوآمین) مغناطیسی پوشش داده شده با سیلیس Fe3O4@SiO2@PAMAM سنتز شد. . سپس، از میکروسکوپی الکترون روبشی با گسیل اثر میدانی (FE-SE)، طیف بینی پراش پرتوی ایکس (XRD)، طیف بینی مادون قرمز - تبدیل فوریه (FT- IR) ،آنالیز حرارتی وزن سنجی (TGA)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) برای بررسی ریخت شناسی و ساختاری جاذب تهیه شده، استفاده گردید. برای بررسی کارآیی روش، میکونازول، کلوتریمازول و تیکونازول به عنوان سه گونه ی آزمایشی هدف انتخاب شدند و به منظور بررسی کارآیی روش پیشنهادی در آنالیز نمونه های حقیقی، نمونه های بیولوژیکی، مانند: ادرار و پلاسما مورد ارزیابی قرارگرفتند. تحت شرایط بهینه، گستره ی خطی غلظتی برای میکونازول دربازه ی µg L-1 1-200،برای کلوتریمازول در بازه ی µg L-1 1-500 و برای تیکونازول در بازه ی µg L-1 1-200 با ضریب تعیین (2r) دربازه ی 9871/0 تا 9977/0 در اندازه گیری آن ها توسط HPLC-UV محاسبه شدند. LOD روش برای میکونازول، کلوتریمازول و تیکونازول، به ترتیب µg L-116/0، µg L-118/0 و µg L-1 14/0 و LOQ روش نیز برای برای میکونازول، کلوتریمازول و تیکونازول ، به ترتیب µg L-1 53/0، µg L-1 60/0 وµg L-1 46/0 محاسبه گردیدند. RSD% روش در یک روز برای گونه های مورد بررسی در محدوده ی 9/5-6/4 برآورد شدند.

    کلید واژگان: استخراج فاز جامد مغناطیسی, دندریمر پلی آمیدو آمین, داروهای ضد قارچ, کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا, طراحی آزمایش}
    Mohsen Shirkhodayekashani, Sayed Mehdi Ghoreishi, Milad Ghani *, Behrooz Maleki

    In this study, an attempt was made to synthesize a new sorbent based on the second generation of silica coated magnetic poly(amidoamine) (Fe3O4@SiO2@PAMAM) to improve the performance of magnetic solid phase extraction (MSPE) of some antifungal drugs including miconazole, clotrimazole and ticonazole in various real samples such as urine and human plasma. The extracted analytes were measured by high performance liquid chromatography equipped with ultraviolet detection (HPLC-UV). Field emission-scanning electron microscopy (FE-SEM), X-ray diffraction analysis (XRD), Thermogravimetric analysis (TGA), Transmission electron microscopy (TEM) and Fourier transform-infrared spectroscopy (FT-IR) were used to study the morphology and structure of the prepared sorbent. The various factors such as: extraction time, sorbent amount, solvent desorption volume, desorption time, ionic strength and pH were studied and optimized. The method is validated according to ICH guidelines with respect to precision, accuracy, linearity, specificity, robustness, and limits of detection and quantification. Under the optimized condition, the linearity of the method was in the range of 1–500 µg L-1 (miconazole= 1-200 µg L-1, clotrimazole = 1-500 µg L-1 and ticonazole = 1-200 µg L-1). The obtained correlation coefficients (r^2) were between 0.9871-0.9977. The limits of detection (LODs) were also calculated to be 0.14-0.18 µg L-1 (miconazole= 0.16 µg L-1, clotrimazole = 0.18 µg L-1 and ticonazole=0.14 µg L-1). The limits of quantification (LOQs) were also in the range of 0.46-0.60 µg L-1 for the selected analytes. The relative standard deviations (RSDs%), were obtained in the range of 4.6 to 5.9%. Moreover, the calculated enrichment factors were between 85 and 93. The proposed method was also employed for the analysis of various real samples such as urine and plasma samples. The obtained recoveries indicated that the method was useful and applicable in complicated real samples

    Keywords: Magnetic solid phase extraction, PAMAM, Antifungal, HPLC, Response surface methodology}
  • انسیه السادات علوی، سینا مدیری*، محبوب صفاری، حسین یاری
    در سال های اخیر، تحقیقات در خصوص استفاده گسترده از پلیمر های زیست تخریب پذیر، از جمله سدیم آلژینات (SA)، در حذف آلاینده های منابع آبی، رشد محسوسی نشان داده است. مطالعه حاضر به منظور ارزیابی کارایی هیدروژل های SA کراس لینک شده با کلرید فریک، بر بهینه سازی حذف نیکل از محلول های آبی، متاثر از فاکتورهای مختلف (غلظت اولیه نیکل، pH محلول، میزان جاذب و زمان تماس)، با استفاده از روش سطح پاسخ (مدل باکس-بنکن)، انجام گرفت. بر اساس نتایج آنالیز های FTIR و SEM، هیدروژل های فعال شده SA دارای گروه های عامل هیدروکسیل و کربوکسیل بوده و مورفولوژی سطح آن ها به صورت غیر مسطح و برجسته بود. با توجه به نتایج به دست آمده، حداقل و حداکثر حذف نیکل در شرایط مختلف آزمایش به ترتیب 39/53 و 43/85 درصد بود، که با افزایش غلظت اولیه نیکل، حذف نیکل روند کاهشی داشت، در حالی که با افزایش مقادیر متغیرهای زمان تماس، pH محلول و میزان سطوح جاذب کاربردی، حذف نیکل روند افزایشی را نشان داد. ارزیابی برازش داده های حاصل از حذف نیکل با مدل باکس-بنکن در حضور SA، نشان از پیش بینی دقیق این مدل در بهینه سازی حذف نیکل از محلول های آبی داشت. به طور کلی، نتایج مطالعه حاضر نشان داد، SA توانایی مناسبی از حذف نیکل در محلول های آبی را دارا می باشد، هرچند که در مطالعات آتی، بررسی، مقایسه و تلفیق سایر روش های فعال سازی از جمله فعال سازی فیزیکی (ترکیب با مواد غیرآلی) و شیمیایی (پیوندزنی سطحی) بر پلیمر SA، می تواند در بهبود کارایی راندمان حذف عناصر سنگین توسط این پلیمر، موثر باشد.
    کلید واژگان: پلیمر, جذب سطحی, عناصر سنگین, روش سطح پاسخ, محلول های آبی}
    Ensieh Alsadat Alavi, Sina Modiri *, Mahboub Saffari, Hossein Yari
    In recent years, research on the widespread use of biodegradable polymers, such as sodium alginate (SA), in removing pollutants from water sources has shown significant growth. The present study aims to evaluate the efficiency of SA hydrogels cross-linked with ferric chloride (for mechanical strength) in optimizing the removal of nickel (Ni) from aqueous solutions. Various factors, including Ni initial concentration, solution pH, amount of adsorbent, and contact time, were considered using response surface methodology (Box-Benken model). Based on the results of FTIR and SEM analyses, activated SA hydrogels were found to have hydroxyl and carboxyl functional groups, and their surface morphology was non-flat and prominent. The Ni removal values in the presence of SA hydrogels varied, with the minimum and maximum removal percentages being 53.39% and 85.43%, respectively. Increasing the initial Ni concentration resulted in a decreasing trend in Ni removal, while increasing contact time, solution pH, and amount of adsorbent led to an increasing trend in Ni removal. The evaluation of the data obtained from Ni removal using the Box-Benken model showed an accurate prediction (R2 higher than 0.98%) in optimizing Ni removal from aqueous solutions in the presence of SA. The possible mechanisms of Ni removal by SA hydrogel were identified as the formation of Van der waals bonds (physical adsorption), interaction with carboxylate anions, chelate formation between Ni ions and hydroxyl functional groups, and electrostatic interactions (due to the negative surface charge of SA). Overall, the results of this study demonstrate that SA has a suitable ability to remove Ni from aqueous solutions. However, future studies should investigate, compare, and integrate other activation methods, such as physical activation (combination with inorganic substances) and chemical activation (surface grafting) on the SA polymer, to improve the removal efficiency of heavy elements using this polymer.
    Keywords: Polymer, Surface adsorption, heavy metals, Response Surface Methodology, Aqueous solutions}
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال