شماره ركورد
24509
شماره راهنما
CHE.ENG2 337
عنوان
ساخت و مشخصه يابي غشا هوشمند پاسخگوي دوگانه به pH براي جداسازي داروي ضد سرطان از پساب سنتزي
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي شيمي - محيط زيست
دانشكده
فني و مهندسي
تاريخ دفاع
1403/10/29
صفحه شمار
141 ص.
استاد راهنما
مريم همايون فال فيني
كليدواژه فارسي
فلورويورسل , متوتروكسات , دوكسوروبيسين , غشا هوشمند , غشا حساس به pH پاسخ دوگانه , غشا نانوكامپوزيت , پلي وينيل پيريدين , پلي(اكريليك اسيد)
چكيده فارسي
در اين پژوهش، با هدف حذف آلاينده¬هاي ضدسرطان، نظير دوكسوروبيسين، متوتروكسات و فلورويورسل، غشا نانوكامپوزيتي با رويكرد حساسيت به pH پاسخگوي دوگانه معرفي شد. در اين راستا، از پليمرهاي حساس به pH، پلي وينيل پيريدين (P4VP) با سازوكار دريچه باز، در زيرلايه و پلي(اكريليك اسيد)(PAA) با سازوكار دريچه بسته، در لايه¬ي گزينش¬گر و همچنين نانوذره¬ي حساس به pH، SiO2 در زيرلايه بهره برده¬شد. غشاهاي SiTj (i غلظت P4VP و j غلظت PAA) به منظور شركت در عمليات فيلتراسيون فاضلاب سنتزي مورد استفاده قرار گرفت. ساخت موفق غشاها، به وسيله¬ي آزمون¬هاي FTIR، FE-SEM، EDS، AFM و درجه¬ي پيوند، تاييد و توسط آزمون¬هاي زاويه¬ي تماس، تخلخلسنجي، پتانسيل زتا، جذب و واجذب نيتروژن، بازيابي شار، برش وزن مولكولي ، DLS و PZC، مشخصه¬يابي سطحي و ساختاري، شد. با بررسي نتايج به¬دست آمده از آزمايش¬هاي غربالگري، غشا پلي¬سولفون (PSF) با نانوذرات SiO2 و غلظت¬هاي مختلف P4VP (0 تا 10 درصد) در ماتريس غشا و PAA (65 تا 94 درصد) بر سطح آن، انتخاب شدند. عملكرد فيلتراسيون غشايي، به وسيله¬ي آزمون شار و دفع آلاينده و ميزان و نوع گرفتگي در pH و غلظت¬هاي مختلف آلاينده¬ها، مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد، در يك pH و غلظت آلاينده ثابت، با افزايش غلظت P4VP در S5T3، شار براي داروي دوكسوروبيسين، متوتروكسات و فلورويورسل، به 2/61، 59 و LMH/bar 6/73 و دفع به 3/73، 3/53 و 45 درصد مي¬رسد. نتايج گرفتگي كل نيز نشان داد، با افزايش غلظت P4VP، گرفتگي افزايش مي¬يابد. همچنين نتايج نشان داد كه با افزايش غلظت PAA در يك pH و غلظت آلاينده ثابت، شار داروي دوكسوروبيسين، متوتروكسات و فلورويورسل، در غشا S3T1 با 2/43، 2/38 و LMH/bar 5/46 به 3/60، 9/56 و LMH/bar 6/61 در غشا S3T5 مي¬رسد. همچنين افزايش دفع دارو، به ترتيب از 4/75، 6/42 و 4/30 درصد به 3/91، 5/60 و 3/50 درصد مي¬باشد. نتايج گرفتگي كل نيز كاهش گرفتگي با افزايش غلظت PAA را نشان مي¬دهد. براي سنجش پاسخگويي غشا به pH، غشا S3T3 در pHهاي 9،8،7،4،3 و 10 مورد بررسي قرار گرفت. با افزايش pH، دريچه¬هاي سطحي بسته شده كه سبب افزايش دفع داروها و در عين حال دريچه¬هاي زيرلايه باز شده، كه سبب افزايش شار دارو مي¬شود. در نهايت، در pH برابر 10 شار داروي دوكسوروبيسين، متوتروكسات و فلورويورسل به ترتيب به 7/63، 2/63 و LMH/bar 65 و دفع اين داروها به ترتيب به 7/94، 4/66 و 9/62 درصد مي¬رسد. عملكرد چشمگير غشا در پاسخگويي به pH و خودتنظيمي حفرات، سبب بالابودن شار عبوري از غشا در عين دفع مطلوب شده¬است.
كليدواژه لاتين
Fluorouracil , Methotrexate , Doxorubicin , Smart membrane , Dual-responsive pH-sensitive membrane , Nanocomposite membrane , Polyvinylpyridine , Polyacrylic acid
عنوان لاتين
Preparation and characterization of dual pH-responsive membrane for separation of anticancer drugs from synthetic wastewater
گروه آموزشي
مهندسي شيمي
چكيده لاتين
In this study, a dual-responsive pH-sensitive nanocomposite membrane was developed to remove anticancer pollutants such as doxorubicin, methotrexate, and fluorouracil. For this purpose, pH-sensitive polymers were employed: polyvinyl pyridine (P4VP) with an open-gate mechanism in the substrate and polyacrylic acid (PAA) with a closed-gate mechanism in the selective layer. Additionally, pH-sensitive SiO2 nanoparticles were incorporated into the substrate. SiTj membranes (i representing P4VP concentration and j representing PAA concentration) were utilized for filtering synthetic wastewater. The successful fabrication of these membranes was confirmed using various characterization analyses, including FTIR, FE-SEM, EDS, AFM, and degree of grafting. Furthermore, their surface and structural properties were characterized through contact angle measurements, porosity, zeta potential analysis, nitrogen adsorption-desorption, flux recovery, MWCO, DLS, and PZC. By analyzing the results from the screening experiments, polysulfone (PSF) membranes incorporating SiO2 nanoparticles and varying concentrations of P4VP (0–10%) in the membrane matrix, along with PAA (65–94%) on the surface, were selected. The membraneʹs filtration performance was evaluated through flux and pollutant rejection tests, as well as the assessment of fouling types and levels under different pH and pollutant concentrations. The results revealed that, at a constant pH and pollutant concentration, increasing the P4VP concentration in the S5T3 membrane resulted in flux values of 2.61, 59, and 6.73 LMH/bar for doxorubicin, methotrexate, and fluorouracil, respectively, while rejection reached 3.73%, 3.53%, and 45%. Additionally, total fouling was observed to increase with higher P4VP concentrations. Conversely, increasing the PAA concentration at a constant pH and pollutant concentration enhanced the drug flux for doxorubicin, methotrexate, and fluorouracil. For the S3T1 membrane, flux values increased from 2.43, 2.38, and 5.46 LMH/bar to 3.60, 9.56, and 6.61 LMH/bar in the S3T5 membrane. The drug rejections decreased from 4.75%, 6.42%, and 4.30% to 3.91%, 5.60%, and 3.50%, respectively. Additionally, total fouling decreased with increasing PAA concentration. To assess the membraneʹs pH responsiveness, the S3T3 membrane was tested at pH values of 9, 8, 7, 4, 3, and 10. As the pH increased, the surface gates closed, improving drug removal, while the substrate gates opened, increasing drug flux. At pH 10, the drug fluxes of doxorubicin, methotrexate, and fluorouracil reached 63.7, 63.2, and 65 LMH/bar, respectively, with corresponding rejections of 94.7%, 66.4%, and 62.9%. The membrane demonstrated remarkable performance in responding to pH changes and effectively self-adjusting its pores, resulting in high flux values while maintaining desirable pollutant rejection.
تعداد فصل ها
5
فهرست مطالب pdf
122579
نويسنده