Сорбция ноотропов из водных сред активным углем Norit® PK 1-3
DOI:
https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2023.23/11000Ключевые слова:
сорбция, лекарственные препараты, ноотропы, активный уголь, винпоцетин, циннаризин, гамма-аминомасляная кислота, никотиновая кислотаАннотация
В последнее время возрастают количество фармацевтических отходов, загрязненность поверхностных и грунтовых вод лекарственными препаратами и, как следствие, увеличивается токсикологический риск для живых организмов. Активные угли являются распространенными сорбентами для извлечения из вод загрязнителей различного происхождения, в том числе органических.
С применением активного угля торговой марки Norit PK 1-3, получаемого на основе торфа, изучена сорбция нооторопов (НТ) – фармакологической группы корректоров нарушений мозгового кровообращения, синтетического и природного происхождения – винпоцетина (ВП), циннаризина (ЦН), гамма-аминомасляной (ГАМК) и никотиновой (НК) кислот.
При массе сорбента 0.10 г, объеме раствора 100 см3, времени контакта фаз – 1 ч степень извлечения НТ составляет 52-95%, предельная сорбция – 7.8-72.5 мг/г. Степень извлечения зависит от рН и для НК она максимальна в интервале от 5 до 11, ВП и ЦН от 7 до 13. ГАМК максимально извлекается при рН 7. Влияние рН на эффективность извлечения обусловлено притяжением противоположных зарядов между поверхностью сорбента и диссоциированной формой НТ. Кинетика сорбции описывается моделью псевдо-второго порядка, изотермы сорбции (I тип) – моделью Ленгмюра.
Установлено, что сорбция зависит от природы сорбата – кислотности, параметра гидрофобности, площади полярной поверхности молекулы, содержания различных форм сорбата в растворе [рассчитаны с помощью программы MarvinSketch вер. 22.6 (Chemaxon)] и заряда поверхности сорбента. Для НТ помимо гидрофобных взаимодействий характерны, π-стэкинг и диполь-дипольные взаимодействия.
Скачивания
Библиографические ссылки
Gupta R., Sati B., Gupta A. Treatment and recycling of wastewater from pharmaceutical industry. Advances in biological treatment of industrial waste water and their recycling for a sustainable future. ap-plied environmental science and engineer-ing for a sustainable future. Springer, Singapore. 2019: 267-302. https://doi.org/10.1007/978-981-13-1468-1_9
Riva F., Castiglioni S., Fattore E., Manenti A., Davoli E., Zuccato E. Monitor-ing emerging contaminants in the drinking water of Milan and assessment of the hu-man risk, Int. J. Hyg. Environ. Health. 2018; 221: 451-457. https://doi.org/10.1016/j.ijheh.2018.01.008
Gadipelly C., Pérez-González A., Yadav G., Ortiz I., Ibáñez R., Rathod V., Marathe K., Pharmaceutical industry wastewater: review of the technologies for water treatment and reuse, Ind. Eng. Chem. Res., 2014; 53: 11571-11592. https://doi.org/10.1021/ie501210j
Kushnir A.A., Sukhanov P.T., Sizo K.O., Determination of nootropics in medicines, biological objects and food additives (review), Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Khimiya. Biologiya. Farmatsiya. 2021; 1: 5-19. (In Russ.)
Postigo C., Richardson S.D. Trans-formation of pharmaceuticals during oxidation/disinfection processes in drinking water treatment. J. Hazard. Mater. 2014; 279: 461-475. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2014.07.029
Bingbing Q., Qianni S., Jicheng S., Chenhao Y., Huaqiang C., Application of biochar for the adsorption of organic pollutants from wastewater: Modification strategies, mechanisms and challenges. Sep. Purif. Technol. 2022; 300: 121925. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2022.121925
Gęca M., Wiśniewska M., Nowicki P., Biochars and activated carbons as adsorbents of inorganic and organic compounds from multicomponent systems – A review, Adv. Colloid Interface Sci., 2022; 305: 102687. https://doi.org/10.1016/j.cis.2022.102687
El-Sayed Y., Bandosz T.J., Effect of Increased basicity of activated carbon sur-face on valeric acid adsorption from aqueous solution activated carbon. Phys. Chem. Chem. Phys. 2003; 5: 4892-4898. https://doi.org/10.1039/B306983B
Lladó J., Solé-Sardans M., Lao-Luque C., Fuente E., Ruiz B. Removal of pharmaceutical industry pollutants by coal-based activated carbons, Process Saf. Envi-ron. Prot. 2016; 104: 294-303. https://doi.org/10.1016/j.psep.2016.09.009
Alves C.C., Franca A.S., Oliveira L.S., Removal of phenylalanine from aqueous solutions with thermo-chemically mod-ified corn cobs as adsorbents. LWT-Food Science and Technology. 2013; 51(1): 1-8. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2012.11.012
Doulia D., Rigas F., Gimouhopoulos C., Removal of amino acids from water by adsorption on polystyrene resins, J. Chem. Technol. Biotechnol., 2013; 76(1): 83-89. https://doi.org/10.1002/1097-4660(200101)76:1<83::AID-JCTB345>3.0.CO;2-N
Kushnir A.A., Sukhanov P.T., Savvina A.G., Bondareva L.P., Churilina E.V., Poluzhenkova E.V., Shatalov G.V., Sorp-tion of aromatic acids from aqueous solutions by polymer based on N-vinylpyrrolidone, Russ. J. Appl. Chem., 2016; 89: 891-896. https://doi.org/10.1134/S1070427216060070
Lim A., Chew J.J., Ngu L.H., Ismadji S., Khaerudini D.S., Sunarso J., Synthesis, characterization, adsorption iso-therm, and kinetic study of oil palm trunk-derived activated carbon for tannin removal from aqueous solution. ACS omega. 2020; 5(44): 28673-28683. https://doi.org/10.1021/acsomega.0c03811
Mojoudi N., Mirghaffari N., So-leimani M., Shariatmadari H., Belver C., Bedia J., Phenol adsorption on high microporous activated carbons prepared from oily sludge: equilibrium, kinetic and thermodynamic studies, Scientific Reports, 2019; 9(1): 19352. https://doi.org/10.1038/s41598-019-55794-4
Sviridova E.S., Voronyuk I.V., Eliseeva T.V., Selemenev V.F., Mukhin V.M. Comparison of the sorption of 4-hydroxybenzaldehyde by activated carbon of different grades under static conditions. Sorbtsionnye i khromatograficheskie protsessy. 2022; 22(1): 50-57. (In Russ.) https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2022.22/9020
Egunova O.R., Shtykov S.N. Con-centration of some antibiotics of the fluoroquinolone series by magnetic solid-phase extraction on magnetite nanoparticles, Sorbtsionnye i khromatograficheskie protsessy, 2018; 18(6): 825-835. (In Russ.). https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2018.18/610
Namasivayam C., Senthilkumar S., Removal of Arsenic (V) from aqueous so-lution using industrial solid waste: adsorp-tion rates and equilibrium studies. Ind. Eng. Chem. Res. 1998; 37: 4816-4822.
Mohamed E.F., Andriantsiferana C., Wilhelm A.M., Delmas H., Competitive adsorption of phenolic compounds from aqueous solution using sludge-based acti-vated carbon, Environ. Technol., 2011; 32(12): 1325-1336. https://doi.org/10.1080/09593330.2010.536783
