
Ин таҳқиқот фаъолияти adsorbent-и полимерии тиҷоратии Amberlite XAD-7 (X7)-ро барои хориҷ кардани бензокаин, ки ҳамчун анестетики маҳаллӣ истифода мешавад, аз об меомӯзад. Муҳаққиқон бо тағйир додани вақти тамос, миқдори қатрон, суръати омехтакунӣ, pH ва консентратсияи ибтидоии бензокаин рафтори адсорбсияро таҳқиқ кардаанд; натиҷаҳоро бо моделҳои изотермӣ ва кинетикӣ арзёбӣ карда, инчунин ҳамкории бензокаин–қатронро бо таҳлилҳои FTIR-ATR ва TG/DSC тавсиф намудаанд.
Дар таҷрибаҳои назоратшавандаи лабораторӣ адсорбсия тақрибан дар 60 дақиқа ба мувозинат расидааст. Иқтидори максималии таҷрибавии адсорбсия тақрибан 140 mg/g ва иқтидори якқабатае, ки аз модели Langmuir ҳисоб шудааст, 147 mg/g гузориш шудааст. Афзоиши миқдори қатрон дар доираи 0,01–0,05 g хориҷкунии бензокаинро тақрибан аз %10 ба %99,9 расонда, баланд кардани суръати омехтакунӣ аз 25 rpm ба 200 rpm низ самаранокии хориҷкуниро тақрибан аз %70 ба %99,9 расонидааст.
Он ки сатҳи хориҷкунӣ дар доираи pH 5–9 ба таври назаррас тағйир намеёбад, аз ҷониби муҳаққиқон бо нақши муайянкунандаи ҳамкориҳои гидрофобӣ ва ғайриионӣ нисбат ба ҷалби электростатикӣ шарҳ дода мешавад. Ба маълумоти мувозинат модели Langmuir (R2 = 0,9920) ва ба маълумоти кинетикӣ модели pseudo-second-order (R2 = 0,9990) мувофиқати баландтарин нишон додаанд. Дар муқобил, энергияи миёнаи адсорбсия, ки аз модели Dubinin–Radushkevich ҳисоб шудааст, 3,54 kJ/mol мебошад ва таҳқиқот ин арзишро бо адсорбсияи физикӣ мувофиқ мешуморад.
Аз нигоҳи регенератсияи қатрон, баландтарин десорбсияи бензокаин бо %97 дар омехтаи 1 M HCl–этанол ба даст омадааст. Аммо ин натиҷа танҳо аз як даври адсорбсия–десорбсия гирифта шудааст. Азбаски таҳқиқот оби партови воқеӣ, омехтаҳои чандҷузъии доруҳо, низоми сутунии ҷараёни пайваста ё таҷрибаи дарозмуддати истифодаи такрориро анҷом надодааст, фаъолияти X7 дар шароити воқеии иншоот ҳанӯз исбот нашудааст.
Чаро бензокаин аз нигоҳи тозакунии об таҳқиқ мешавад?
Бензокаин анестетики маҳаллии навъи эфир буда, этилэстери кислотаи p-аминобензой мебошад. Дар таҳқиқот формулаи молекулавии он C9H11NO2, массаи молекулавӣ 165,19 g/mol ва арзиши pKa тақрибан 2,5 дода шудааст. Молекула махсусан дар шароити нейтрал ва ишқорӣ дар об ҳалшавии паст дорад, аммо дар ҳалкунандаҳои органикӣ ба монанди спирт, эфир ва хлороформ беҳтар ҳал мешавад.
Нуқтаи оғози таҳқиқот он аст, ки пайвастҳои фармасевтӣ дар низомҳои классикии тозакунии оби партов ҳамеша пурра хориҷ намешаванд ва барои доруҳои дорои хусусиятҳои гуногуни физикӣ-химиявӣ adsorbent-ҳои мувофиқ бояд алоҳида арзёбӣ шаванд.
Дар ин ҷо фарқи муҳими доираи таҳқиқот вуҷуд дорад. Таҳқиқот консентратсияҳои бензокаинро дар сатҳи из, ки дар обҳои муҳити зист ё обҳои партови коммуналӣ чен мешаванд, мустақиман симулятсия накардааст. Дар таҷрибаҳои асосии адсорбсия консентратсияҳои баланд ба монанди 100–700 mg/L истифода шудаанд. Муаллифон ин диапазонро махсусан бо ҷараёнҳои саноатии сербори фармасевтӣ, ки аз истеҳсол ва формулятсия сарчашма мегиранд, алоқаманд мекунанд.
Amberlite XAD-7 чист?
X7 қатрони полимерии макросӯрохдор, салибпайваст, ғайриионӣ ва асосёфта ба акрил мебошад. Дар таҳқиқот бо сабаби сохтори миёнагидрофилӣ ва миёнақутбии он, X7 ҳамчун adsorbent-и мувофиқ барои нигоҳ доштани молекулаҳои органикии дорои хусусияти асосан нейтрал/гидрофобӣ, ба монанди бензокаин, аз об интихоб шудааст.
Дар манбаъ барои X7, дар доираи тавсифҳои гуногуни истеҳсолкунанда/адабиёт, хусусиятҳое ба монанди андозаи заррача 430–690 µm, ҳаҷми сӯрох тақрибан 0,5 mL/g ва диаметри сӯрох 300–500 Å оварда шудаанд. Илова бар ин, дар матн барои майдони сатҳии қатрон арзишҳои гуногуни манбаъ, тақрибан 750 m²/g ва 380–500 m²/g, якҷоя зикр шудаанд. Инҳо арзишҳои таҷрибавие нестанд, ки дар ин таҳқиқот бо усули BET аз нав чен шуда бошанд; онҳо дар заминаи хусусиятҳои адабиёт/истеҳсолкунандаи мавод дода шудаанд.
Таҷрибаҳо чӣ гуна анҷом дода шуданд?
Ҳамаи таҷрибаҳои адсорбсия–десорбсия дар низоми batch-и назоратшаванда анҷом дода шудаанд. Ҳар шарти таҷрибавӣ ду маротиба такрор шуда, гузориш шудааст, ки инҳирофи стандартии ченкуниҳо аз %3 камтар буд.
Консентратсияи бензокаин бо спектрометрияи UV–Vis муайян шуда, каҷи калибронӣ дар доираи 10–30 mg/L омода шудааст. Сохтори химиявии қатрон ва қатрони бо бензокаин боршуда бо FTIR-ATR ва рафтори ҳароратӣ бо TG/DSC таҳқиқ шудааст.
Чаро вақти тамос 60 дақиқа интихоб шуд?
Дар таҷрибаи кинетикӣ тақрибан 0,05 g X7 бо 10 mL маҳлули бензокаини 500 mg/L дар тамос гузошта шудааст. Адсорбсия дар доираи 0–90 дақиқа пайгирӣ шудааст.
| Вақти тамос (дақиқа) | Иқтидори адсорбсия Qt (mg/g) |
|---|---|
| 0 | 0 |
| 15 | 50 |
| 30 | 83 |
| 45 | 93,8 |
| 60 | 99,90 |
| 75 | 99,94 |
| 90 | 99,93 |
Дар 15 дақиқаи аввал адсорбсияи зуд мушоҳида шуда, иқтидор ба 50 mg/g расидааст. Дар дақиқаи 30 тақрибан 83 mg/g, дар дақиқаи 45 93,8 mg/g ва дар дақиқаи 60 99,90 mg/g ба даст омадааст. Азбаски тағйирот дар дақиқаҳои 75 ва 90 хеле хурд буд, муҳаққиқон тақрибан 60 дақиқаро барои мувозинат кофӣ арзёбӣ карданд.
Тафсири таҳқиқот чунин аст: марҳилаи тези ибтидоӣ метавонад бо интиқоли массаи беруна аз сабаби шумораи зиёди ҷойҳои фаъоли холӣ ва градиенти баланди консентратсия шарҳ дода шавад; сустшавии баъдӣ бошад бо пур шудани ҷойҳои фаъол ва муҳимтар шудани диффузияи дохили заррача алоқаманд аст.
Таъсири миқдори қатрон то чӣ андоза калон аст?
Дар ҳаҷми 10 mL ва консентратсияи ибтидоии бензокаини 500 mg/L миқдори X7 аз 0,01 g ба 0,05 g зиёд карда шудааст. Хориҷкунӣ тақрибан аз %10 ба %99,9 расидааст.
| Миқдори X7 (g) | Qe (mg/g) | Хориҷкунӣ (%) |
|---|---|---|
| 0,01 | 50 | 10 |
| 0,02 | 63 | 25 |
| 0,03 | 75 | 45 |
| 0,04 | 88 | 70 |
| 0,05 | 100 | 99,9 |
Ин тамоюл бо зиёд шудани шумораи умумии ҷойҳои адсорбсия, ки молекулаҳои бензокаин метавонанд ба онҳо пайванд шаванд, ҳангоми зиёд шудани миқдори қатрон алоқаманд карда мешавад.
Чаро суръати омехтакунӣ муҳим аст?
Суръати омехтакунӣ ба 25, 50, 100, 150 ва 200 rpm тағйир дода шудааст. Дар суръатҳои паст хориҷкунӣ тақрибан дар доираи %70–85 мондааст, дар 100 rpm ба %96, дар 150 rpm ба %99,8 ва дар 200 rpm ба %99,9 расидааст.
Муҳаққиқон инро бо рафтори қабати сарҳадии гидродинамикӣ дар атрофи заррачаҳои қатрон шарҳ медиҳанд. Дар омехтакунии суст муқовимати интиқоли массаи беруна ба ҳаракати бензокаин аз фазаи моеъ ба сатҳи adsorbent баландтар аст, дар ҳоле ки баланд шудани суръати омехтакунӣ қабати сарҳадиро тунук ва тамоси қатрон–маҳлулро зиёд мекунад.
Чаро pH нисбат ба интизорӣ камтар таъсир кард?
Таҷрибаҳо дар pH 5, 7 ва 9 анҷом дода шуданд. Гарчанде нуқтаи заряди сифрии X7 дар манбаъ тақрибан pH 6,2–6,8 дода шудааст, хориҷкунии бензокаин дар се шарти pH ба ҳам хеле наздик мондааст.
Дар доираи консентратсияи ибтидоии 100–700 mg/L хориҷкунӣ тақрибан дар сатҳи %99,8–100 нигоҳ дошта шуда, Qe аз тақрибан 20 mg/g ба 140 mg/g зиёд шудааст. Масалан, дар консентратсияи ибтидоии 700 mg/L барои pH 5, 7 ва 9 иқтидори тақрибан 139,7 mg/g гузориш шудааст.
Тибқи тавзеҳи механистии таҳқиқот, азбаски арзиши pKa-и бензокаин тақрибан 2,5–3 аст, дар доираи pH 5–9 шакли нейтрали молекула ҳукмрон мебошад. Азбаски бензокаини нейтрал бештар гидрофобӣ аст, дар ҳамкорӣ бо матритсаи ғайриионии X7 ҳамкориҳои гидрофобӣ, қувваҳои Van der Waals ва ҳамкориҳои π–π/махсуси сатҳӣ аз таъсирҳои электростатикӣ муҳимтар мешаванд.
Қайди дохилии манбаъ: Дар Шакли 5, силсилаҳои Qe ҳамчун pH 5, pH 7 ва pH 9 нишон дода шудаанд, дар ҳоле ки яке аз силсилаҳои хориҷкунӣ дар легенда ҳамчун “R(%) pH 10” навишта шудааст. Азбаски усул ва ҳамаи тавзеҳоти матнии марбут шарти таҷрибавиро pH 9 медиҳанд, ин тамғаи визуалӣ номувофиқии дохилии манбаъ мебошад.
Кадом изотерми адсорбсия маълумотро беҳтар шарҳ медиҳад?
| Модел | Параметри асосӣ | R² |
|---|---|---|
| Langmuir | Q0 = 147 mg/g; b = 5,2 L/mg; RL = 0,0003 | 0,9920 |
| Freundlich | Kf = 116 mg/g; n = 2,75; 1/n = 0,36 | 0,5424 |
| Temkin–Pyzhev | A = 88,4 L/mg; bT = 112 J/mol; B = 26,7 | 0,741 |
| Dubinin–Radushkevich | qm = 183 mg/g; E = 3,54 kJ/mol | 0,8475 |
Баландтарин арзиши R² дар модели Langmuir ба даст омадааст. Аз ин рӯ, муҳаққиқон ба хулоса омадаанд, ки маълумоти мувозинатии таҷрибавӣ дар байни моделҳои баррасишуда беҳтар аз ҳама бо Langmuir ифода мешавад.
Аммо худи таҳқиқот нозукии муҳимро эътироф мекунад: X7 сатҳи воқеии полимерии макросӯрохдор ва дорои тақсимоти гетерогении сӯрохҳо мебошад, бинобар ин ба фарзияҳои идеалии Langmuir пурра мувофиқат намекунад. Аз ин рӯ, арзиши баланди R² набояд ҳамчун “сатҳ аз ҷиҳати физикӣ комил ва пурра якхела аст” тафсир шавад. Langmuir дар ин ҷо модели таҳлилиест, ки ба маълумоти таҷрибавӣ беҳтарин мувофиқат мекунад.
Адсорбсия физикӣ аст ё химиявӣ?
Дар ин таҳқиқот ду натиҷа мавҷуд аст, ки дар назари аввал метавонанд зиддиятнок намоянд. Арзиши R²-и модели кинетикии pseudo-second-order 0,9990 буда, нисбат ба арзиши 0,9550-и модели PFO мувофиқати баландтар нишон медиҳад. Гарчанде модели PSO дар баъзе таҳқиқот бо адсорбсияи химиявӣ алоқаманд карда мешавад, муаллифон махсус таъкид мекунанд, ки ин танҳо худ ба худ пайдо шудани пайванди химиявиро исбот намекунад.
Энергияи миёнаи адсорбсия, ки аз модели Dubinin–Radushkevich ҳисоб шудааст, танҳо 3,54 kJ/mol мебошад. Дар чаҳорчӯбаи тафсири истифодашуда дар таҳқиқот, ин арзиш, ки аз 8 kJ/mol камтар аст, ба минтақаи адсорбсияи физикӣ рост меояд.
Аз ин рӯ, тафсири ниҳоии механизми муаллифон ба нигоҳдории қавӣ, вале бозгаштпазири физикӣ тавассути ҳамкориҳои гидрофобӣ, қувваҳои Van der Waals, ҳамкориҳои дипол–дипол ва пайвандҳои гидрогенӣ, на ба ташаккули пайванди нави ковалентӣ, такя мекунад.
Оё FTIR-ATR воқеан нигоҳдории бензокаинро дар қатрон нишон медиҳад?
Дар спектри FTIR-и бензокаини тоза бандҳои хоси амини аввалия, ҳалқаи ароматикӣ ва гурӯҳи эфир муайян карда шудаанд. Махсусан бандҳои амин дар атрофи 3418,35 ва 3337,81 cm−1, банди карбонил дар 1678,41 cm−1 ва бандҳои адади мавҷи паст, ки бо сохтори ароматии para-substituted алоқаманданд, арзёбӣ шудаанд.
Қатрони тозаи X7 асосан бо пайвандҳои 1723,52 cm−1 C=O ва 1139,94 cm−1 C–O, ки матритсаи эфири акрилиро инъикос мекунанд, тавсиф мешавад.
Дар спектри X7-и бо бензокаин боршуда сигналҳои ҳалқаи ароматикӣ дар атрофи 812,82 ва 779,83 cm−1 ва тағйирот дар минтақаи 1637,27 cm−1 ҳамчун далели нигоҳдории бензокаин дар матритсаи қатрон тафсир шудаанд. Манбаъ қайд мекунад, ки бандҳои нави ҳукмрони пайванди химиявӣ ба вуҷуд наомадаанд ва сутунмуҳраи полимерии X7 нигоҳ дошта шудааст ва ин натиҷаро бо тафсири адсорбсияи физикӣ алоқаманд мекунад.
Тибқи хулосаи механизми мақола, се ҳамкории асосӣ пеш меоянд:
- ҳамкориҳои дипол–дипол байни гурӯҳҳои эфирии қатрон ва бензокаин,
- пайвандҳои гидрогенӣ байни гурӯҳи амини бензокаин ва оксигени карбонилии қатрон,
- қувваҳои Van der Waals байни занҷирҳои алифатикии X7 ва ҳалқаи ароматии бензокаин.
Таҳлили ҳароратӣ чӣ нишон медиҳад?
Гудозиши бензокаини тоза тақрибан дар 87,4 °C оғоз шуда, дар атрофи 94,3 °C анҷом ёфтааст ва энталпияи гудозиш 117,8 J/g чен шудааст. Қатрони тозаи X7 то тақрибан 250 °C аз ҷиҳати ҳароратӣ устувор ҳисоб шуда, то ин ҳарорат танҳо %1,59 талафи масса гузориш шудааст.
Намунаи X7-и бо бензокаин боршуда бошад то тақрибан 265 °C тағйироти равшан нишон надодааст. Сипас дар доираи 265–306 °C талафи массаи %21,42 гузориш шудааст. Муаллифон ин тағйирот дар рафтори TG/DSC-и қатрони тоза ва боршударо ҳамчун далели иловагии нигоҳдории бензокаин дар сохтори қатрон тафсир мекунанд.
Оё қатронро дубора истифода бурдан мумкин аст?
Барои хориҷ кардани бензокаини дар қатрон нигоҳдошташуда чор муҳити гуногуни десорбсия санҷида шудаанд: 1 M NaOH, 1 M HCl, этанол ва омехтаи 1 M HCl–этанол.
1 M NaOH танҳо %40 десорбсия таъмин кардааст. Азбаски бензокаин дар муҳити ишқорӣ хусусияти нейтрал ва гидрофобии худро нигоҳ медорад, майли он ба X7 асосан боқӣ мемонад.
Дар муҳити 1 M HCl гурӯҳи амини бензокаин протонатсия шуда, хусусияти гидрофилии молекула зиёд ва десорбсия ба %65 расидааст. Этанол танҳо %55 десорбсия таъмин кардааст.
Баландтарин натиҷа бо %97 дар омехтаи HCl–этанол ба даст омадааст. Тибқи тафсири таҳқиқот, HCl бензокаинро протонатсия карда майли гидрофобии онро кам мекунад, дар ҳоле ки этанол ба сӯрохҳои қатрон ворид шуда молекуларо ҳал мекунад ва ин ду таъсир якҷоя амал мекунанд.
Аммо “%97 регенератсия” далели истифодаи такрории дарозмуддат нест. Дар таҳқиқот танҳо як даври адсорбсия–десорбсия анҷом дода шудааст. Нигоҳ дошта шудани иқтидор дар панҷ, даҳ ё бештар давр таҳқиқ нашудааст.
X7 дар муқоиса бо adsorbent-ҳои дигар дар куҷо қарор дорад?
Муқоисаи Table 3-и таҳқиқот, азбаски фармасевтикҳои гуногун ва adsorbent-ҳои гуногун истифода шудаанд, набояд ҳамчун рейтинги мустақими “беҳтарин мавод” тафсир шавад. Бо вуҷуди ин, иқтидори таҷрибавии X7 барои бензокаин, тақрибан 140 mg/g, аз баъзе натиҷаҳои фармасевтии қаблан барои ҳамин қатрони X7 гузоришшуда баландтар оварда шудааст.
Масалан, манбаъ барои карбамазепин дар X7 97 mg/g, барои триметоприм 54 mg/g, барои кетопрофен 45 mg/g ва барои напроксен 43 mg/g арзиш медиҳад. Дар муқобил, баъзе маводҳои пешрафтаи MOF ё асосёфта ба β-циклодекстрин барои фармасевтикҳои дигар ба иқтидорҳои назариявӣ ё таҷрибавии болотар аз иқтидори бензокаини X7 расидаанд.
Аз ин рӯ, бартарии X7, ки таҳқиқот таъкид мекунад, танҳо иқтидори максималӣ нест; он қатрони тиҷоратан дастрас аст, зуд ба мувозинат мерасад, ба назорати pH вобастагии кам нишон медиҳад ва бо элюенти мувофиқ десорбсияи баланди якдавраӣ таъмин мекунад.
Ҷиҳатҳои қавии таҳқиқот
- Вақти тамос, миқдори adsorbent, суръати омехтакунӣ, pH ва консентратсияи ибтидоӣ алоҳида арзёбӣ шудаанд.
- Шароити таҷрибавӣ бо ду такрор анҷом дода шуда, гузориш шудааст, ки инҳирофи стандартӣ аз %3 камтар аст.
- Адсорбсия ҳам бо кинетика ва ҳам бо чор модели гуногуни изотермӣ таҳлил шудааст.
- Ҳамкориҳои молекулавӣ бо FTIR-ATR ва рафтори ҳароратӣ бо TG/DSC алоҳида таҳқиқ шудаанд.
- Барои десорбсия чор муҳити гуногуни химиявӣ муқоиса шудаанд.
- Мақола маҳдудиятҳои худро вобаста ба оби партови воқеӣ, чанд ифлоскунанда, ҳарорат ва истифодаи такрории дарозмуддат ба таври возеҳ муайян мекунад.
Нуқтаҳое, ки таҳқиқот исбот намекунад
- Нишон дода нашудааст, ки X7 дар оби партови воқеии коммуналӣ ё саноатӣ %99,9 бензокаинро хориҷ мекунад.
- Таҳқиқот бо маҳлулҳои якҷузъии бензокаин анҷом дода шудааст; адсорбсияи рақобатии фармасевтикӣ санҷида нашудааст.
- Таъсирҳои матритсаи воқеии оби партов ба монанди абрнокӣ, қувваи ионӣ ва карбони органикии ҳалшуда арзёбӣ нашудаанд.
- Сутуни қабати собит ё низоми ҷараёни пайваста санҷида нашудааст.
- Регенератсияи дарозмуддати чанддавраии қатрон санҷида нашудааст.
- Арзёбии муфассали техно-иқтисодӣ ва давраи ҳаёт анҷом дода нашудааст.
- Азбаски танҳо як ҳарорат истифода шудааст, ΔG°, ΔH° ва ΔS° ҳисоб нашудаанд.
- Аз ин рӯ, бартарии иқтисодӣ дар миқёси воқеии иншоот ё худҷӯшии термодинамикӣ бо ин таҳқиқот ба таври қатъӣ исбот нашудааст.
Барои Туркия чӣ маъно дорад?
Таҳқиқот дар муассисаҳои таҳқиқотии Руминия анҷом дода шуда, дар иншооти воқеии оби партови Туркия тасдиқ нашудааст. Бо вуҷуди ин, адсорбсияи қатрон метавонад ҳамчун усуле барои тозакунии пешрафтаи ҷараёнҳои истеҳсолии фармасевтӣ бо бори баланди дору таҳқиқ шавад.
Дар татбиқҳои эҳтимолӣ дар Туркия, фаъолияти X7 бояд дар шароити профили бензокаин ва дигар моддаҳои фаъоли оби воқеии раванди фармасевтӣ, моддаҳои органикии ҳалшуда, шӯрӣ, моддаҳои сахти муаллақ, ҳарорат ва тағйироти pH аз нав чен карда шавад. Илова бар ин, ҳангоми гузариш аз таҷрибаи лаборатории batch ба низоми сутунии пайваста, рафтори breakthrough, миқдори қатрон, истеъмоли элюент, шумораи даврҳои регенератсия, барқарорсозии ҳалкунанда ва идоракунии ниҳоии ҷараёни консентратшудаи бензокаин бояд алоҳида арзёбӣ шаванд.
Усул ва Натиҷаҳои Таҳқиқот
Шароити асосии таҷрибавӣ
| Параметр | Шарти таҳқиқот |
|---|---|
| Adsorbent | Amberlite XAD-7 (X7) қатрони акрилӣ |
| Adsorbat | Бензокаин |
| Низом | Адсорбсияи Batch |
| Такрори таҷриба | Ду такрор |
| Инҳирофи стандартии гузоришшуда | <%3 |
| Ҳарорат | 25 ± 2 °C |
| Санҷиши вақти тамос | 0–90 дақиқа |
| Дозаи қатрон | 0,01–0,05 g |
| Суръати омехтакунӣ | 25–200 rpm |
| pH | 5, 7 ва 9 |
| Консентратсияи ибтидоии бензокаин | 100–700 mg/L |
| Ҳаҷми асосии таҷриба | 10 mL |
| Таҳлили миқдорӣ | Спектрометрияи UV–Vis |
| Таҳлили сохторӣ | FTIR-ATR |
| Таҳлили ҳароратӣ | TG/DSC |
Муодилаи иқтидори адсорбсия
Иқтидори адсорбсия вобаста ба вақт:
\[ Q_t=\frac{(C_i-C_t)V}{m} \]
Дар ин ҷо \(Q_t\) миқдори бензокаини дар вақти t ба як грамм қатрон адсорбшуда; \(C_i\) консентратсияи ибтидоӣ; \(C_t\) консентратсия дар вақти t; \(V\) ҳаҷми маҳлул ва \(m\) массаи қатронро ифода мекунад.
Иқтидори адсорбсияи мувозинатӣ:
\[ Q_e=\frac{(C_i-C_e)V}{m} \]
Фоизи хориҷкунӣ:
\[ R(\%)=\frac{C_i-C_e}{C_i}\times100 \]
Модели Langmuir
Дар манбаъ барои модели Langmuir:
\[ \frac{C_e}{Q_e}=\frac{1}{bQ_0}+\frac{C_e}{Q_0} \]
ва барои омили ҷудокунии:
\[ R_L=\frac{1}{1+bC_0} \]
муодилаҳо истифода шудаанд. Дар таҳқиқот \(Q_0=147\) mg/g, \(b=5,2\) L/mg ва \(R_L=0,0003\) ҳисоб шудаанд. Коэффисиенти коррелятсияи модел \(R^2=0,9920\) мебошад.
Муқоисаи моделҳои кинетикӣ
| Модел | Доимии суръат | qe-и ҳисобшуда (mg/g) | R² |
|---|---|---|---|
| Pseudo-first-order | k1 = 0,060 дақ−1 | 98,7 | 0,9550 |
| Pseudo-second-order | k2 = 0,001 g mg−1 дақ−1 | 100,4 | 0,9990 |
Модели PSO ба иқтидори таҷрибавии мувозинат натиҷаи наздиктар ва R²-и баландтар додааст. Аммо манбаъ ба таври возеҳ мегӯяд, ки мувофиқати PSO набояд танҳо ҳамчун далели адсорбсияи химиявӣ истифода шавад. Ҳангоми арзёбии якҷояи энергияи D–R ва натиҷаҳои спектроскопӣ, тафсири ниҳоии муаллифон бештар ба адсорбсияи физикӣ такя мекунад.
Натиҷаҳои асосии миқдорӣ
| Нишондиҳанда | Натиҷа |
|---|---|
| Вақти тахминии мувозинат | 60 дақиқа |
| Иқтидори максималии таҷрибавии адсорбсия | ≈140 mg/g |
| Иқтидори Langmuir Q0 | 147 mg/g |
| Хориҷкунии максималии гузоришшуда | %99,9 |
| Langmuir R² | 0,9920 |
| PSO R² | 0,9990 |
| Энергияи адсорбсияи D–R | 3,54 kJ/mol |
| Баландтарин десорбсия | %97 — HCl + этанол |
| Ҳадди тахминии устувории ҳароратии X7-и тоза | 250 °C |
| Ҳадди тахминии устувории X7-и бо бензокаин боршуда | 265 °C |
Ҳудудҳое, ки дар тафсири илмӣ бояд нигоҳ дошта шаванд
Тибқи натиҷаҳои худи таҳқиқот, X7 дар маҳлулҳои назоратшавандаи якҷузъии бензокаин иқтидори баланди адсорбсия ва хориҷкунии зуд нишон медиҳад. Аммо муваффақияти лабораторӣ маънои онро надорад, ки ҳамон фаъолият дар оби партови воқеӣ худкор нигоҳ дошта мешавад.
Махсусан дар обҳои партови воқеии фармасевтӣ, моддаҳои фаъоли дигар, моддаҳои ёрирасон, органикаҳои ҳалшуда ва ионҳо метавонанд барои ҳамон ҷойҳои адсорбсия рақобат кунанд. Азбаски таҳқиқот онҳоро насанҷидааст, интихобпазирии матритсаи воқеӣ ҳанӯз маълум нест.
Илова бар ин, арзиши %97 десорбсия танҳо ба як давр тааллуқ дорад. Аз ин рӯ, хулосаи “X7 метавонад чандин маротиба бо самаранокии %97 регенератсия шавад” аз ҷониби манбаъ дастгирӣ намешавад.
Қайди Манбаъ ва Усул
Номи пурраи таҳқиқоти аслӣ: Resin-Based Technology for the Efficient Removal of Benzocaine from Wastewaters
Муаллифон: Nicoleta Mirela Marin; Toma Galaon; Adriana Mariana Borș; Ludmila Motelica; Ovidiu Oprea.
Муаллифи масъул: Nicoleta Mirela Marin.
Муассисаҳо: National Research and Development Institute for Industrial Ecology ECOIND; University of Bucharest; National University of Science and Technology Politehnica Bucharest; National Institute for R&D for Optoelectronics / INOE 2000-IHP; National Centre for Micro- and Nanomaterials; National Centre for Food Safety; Academy of Romanian Scientists. Ҷойҳои асосии таҳқиқотии муассисаҳо дар Руминия мебошанд.
Маҷалла: Polymers.
Ношир: MDPI, Basel, Switzerland.
Ҷилд / шумора / рақами мақола: 18(9), 1082.
DOI: 10.3390/polym18091082.
Пайванди расмӣ:https://doi.org/10.3390/polym18091082
Санаи қабул: 29 Марти 2026.
Санаи бознигарӣ: 28 Апрели 2026.
Санаи пазируфта шудан: 28 Апрели 2026.
Санаи нашр: 29 Апрели 2026.
Навъи манбаъ ва баррасии ҳамсолон: Мақолаи таҷрибавии таҳқиқотии баррасишуда мебошад.
Литсензия: Creative Commons Attribution (CC BY).
Маблағгузорӣ: Таҳқиқот бо дастгирии Ministry of Research, Innovation and Digitalization-и Руминия тавассути барномаи “Nucleu” дар доираи National Research Development and Innovation Plan 2022–2027; бо шартномаи 3N/2022 ва рамзи лоиҳаи PN 23 22 03 01 анҷом дода шудааст.
Кумитаи ахлоқ: Ҳамчун татбиқнашаванда нишон дода шудааст.
Дастрасии маълумот: Гуфта шудааст, ки саҳмҳои аслии таҳқиқот дар дохили мақола мавҷуданд ва саволҳои иловагӣ метавонанд ба муаллифи масъул равона карда шаванд.
Бархӯрди манфиатҳо: Муаллифон изҳор кардаанд, ки бархӯрди манфиатҳо вуҷуд надорад.
Саҳмҳои муаллифон: Консептуализатсия Nicoleta Mirela Marin; усул Nicoleta Mirela Marin, Toma Galaon, Adriana Mariana Borș, Ludmila Motelica ва Ovidiu Oprea; нармафзор, тасдиқ, машварат, идоракунии лоиҳа ва дарёфти маблағгузорӣ аз ҷониби Nicoleta Mirela Marin анҷом дода шудааст. Ба таҳлили формалӣ, таҳқиқот, захираҳо, тартиб додани маълумот, тарҳи аввал ва визуализатсия ҳамаи муаллифон саҳм гузоштаанд.
Доираи муҳтавои илмӣ: Натиҷаҳои таҷрибавӣ, формулаҳо, тафсирҳои механизм, арзёбиҳои FTIR/TG-DSC ва муқоисаҳои миқдорӣ дар ин мақолаи Verianla ба таҳқиқоти манбаи 25-саҳифагии боршуда асос ёфтаанд. Тасдиқи беруна танҳо барои санҷиши шахсияти библиографӣ ва мақоми нашр истифода шудааст ва ба таҳқиқоти манбаъ натиҷаи нави таҷрибавии беруна илова нашудааст.
Маҳдудияти асосии методологӣ: Таҷрибаҳо дар маҳлулҳои синтетикии якҷузъии бензокаин, дар шароити назоратшавандаи batch ва танҳо дар 25 ± 2 °C анҷом дода шудаанд. Матритсаи воқеии оби партов, рақобати чанд дору, сутуни ҷараёни пайваста, регенератсияи дарозмуддати чанддавраӣ ва арзёбии муфассали техно-иқтисодӣ анҷом дода нашудаанд.
Ҳудуди тафсири термодинамикӣ: Манбаъ ба таври возеҳ мегӯяд, ки бинобар истифодаи танҳо як ҳарорат, арзишҳои ΔG°, ΔH° ва ΔS° ҳисоб карда нашудаанд. Аз ин рӯ, ибораи “spontaneous adsorption”, ки дар бахши натиҷа истифода шудааст, ҳамчун тасдиқи мустақили термодинамикӣ арзёбӣ нашудааст.
Қайди мутобиқати дохилии манбаъ: Гарчанде дар легендаи Шакли 5 яке аз силсилаҳои хориҷкунӣ ҳамчун “pH 10” дида мешавад, усул, матни натиҷа ва силсилаҳои Qe шароити таҷрибавиро pH 5, 7 ва 9 муайян мекунанд. Verianla ин фарқро хомӯшона ислоҳ намекунад, балки ҳамчун номувофиқии визуалии дохилии манбаъ гузориш медиҳад.

Шарҳ гузоред
Нишонии почтаи электронии шумо нашр намешавад. Майдонҳои ҳатмӣ бо * нишон дода шудаанд