Nghiên cứu phương pháp tách và đánh giá hiệu quả loại bỏ kháng sinh beta lactam sử dụng silica biến tính từ vỏ trấu

• Tác giả: Bùi Thị Kiều Vân
• Người hướng dẫn: PGS. Tạ Thị Thảo
• Trường học: Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên
• Chuyên ngành: Hóa Phân Tích
• Đề tài: Nghiên Cứu Phương Pháp Tách Và Đánh Giá Hiệu Quả Loại Bỏ Kháng Sinh Beta Lactam Sử Dụng Silica Biến Tính Từ Vỏ Trấu
• Loại tài liệu: Luận Văn Thạc Sĩ Khoa Học
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Giới thiệu về kháng sinh họ β-lactam
• 1.2. Kháng sinh Amoxicillin
• 1.2.1. Dược động học
• 1.2.2. Tính chất vật lí – hóa học
• 1.2.3. Tính chất quang học
• 1.2.4. Cơ chế kháng thuốc
• 1.2.5. Độc tính và tai biến
• 1.3. Kháng sinh Cefixime
• 1.3.1. Dược động học
• 1.3.2. Tính chất vật lí – hóa học
• 1.4. Các phương pháp phân tích kháng sinh họ β-lactam
• 1.4.1. Các phương pháp quang phổ
• 1.4.1.1. Phương pháp phổ hấp thụ phân tử (UV –Vis)
• 2. CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM
• 2.1. Đối tượng và mục tiêu nghiên cứu
• 2.2. Nội dung nghiên cứu
• 2.3. Phương pháp nghiên cứu
• 2.4. Phương pháp đánh giá vật liệu
• 2.5. Phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-Vis
• 2.5.1. Nguyên tắc của phép đo
• 2.6. Các phương pháp định lượng
• 2.7. Phương pháp tổng hợp và biến tính vật liệu nanosilica
• 2.7.1. Tổng hợp vật liệu nanosilica từ vỏ trấu
• 2.7.2. Nguyên tắc biến tính vật liệu silica
• 2.8. Hóa chất, thiết bị và dụng cụ thí nghiệm
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Đặc trưng của vật liệu nanosilica chế tạo từ vỏ trấu
• 3.2. Biến tính bề mặt vật liệu nanosilica bằng hấp phụ polyme PDADMAC
• 3.3. Xây dựng quy trình phân tích kháng sinh
• 3.3.1. Chọn bước sóng đo phổ
• 3.3.2. Khảo sát khoảng tuyến tính
• 3.3.2.1. Khảo sát khoảng tuyến tính của AMO
• 3.3.2.2. Khảo sát khoảng tuyến tính của CEF
• 3.3.3. Xây dựng đường chuẩn
• 3.3.4. Đánh giá phương trình hồi quy của đường chuẩn
• 3.3.5. Giới hạn phát hiện (LOD) và giới hạn định lượng (LOQ)
• 3.4. So sánh khả năng xử lý kháng sinh AMO sử dụng
• 3.4.1. Khảo sát ảnh hưởng của pH tới hiệu suất xử lý AMO
• 3.4.2. Ảnh hưởng của lượng vật liệu tới hiệu suất xử lý AMO
• 3.4.3. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ muối nền KCl khi xử lý AMO
• 3.4.4. Xây dựng đường đẳng nhiệt hấp phụ
• 3.5. Khảo sát điều kiện hấp phụ xử lý kháng sinh CEF trên
• 3.5.1. Khảo sát thời gian hấp phụ xử lý kháng sinh CEF
• 3.5.2. Khảo sát ảnh hưởng của pH tới khả năng xử lý CEF
• 3.5.3. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ muối KCl khi hấp phụ CEF
• 3.5.4. Xây dựng đường đẳng nhiệt hấp phụ CEF
• 3.6. Đề xuất điều kiện tách AMO và CEF
• 3.7. Cơ chế hấp phụ kháng sinh AMO và CEF
• 3.8. Đánh giá sự thay đổi điện tích bề mặt vật liệu hấp phụ
• 3.9. Đánh giá sự thay đổi nhóm chức bề mặt bằng phổ hồng ngoại
• 3.10. Áp dụng quy trình hấp phụ tối ưu để xử lý kháng sinh
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về nghiên cứu loại bỏ kháng sinh beta lactam bằng silica biến tính

Kháng sinh beta lactam, bao gồm amoxicillin và cefixime, là một trong những loại thuốc được sử dụng phổ biến trong y học hiện đại. Tuy nhiên, dư lượng kháng sinh này trong môi trường nước đang trở thành một vấn đề nghiêm trọng. Nghiên cứu này tập trung vào việc sử dụng silica biến tính từ vỏ trấu để loại bỏ hiệu quả các kháng sinh này. Silica từ vỏ trấu có thể được biến tính để tăng cường khả năng hấp phụ, từ đó giúp giảm thiểu ô nhiễm nguồn nước.

1.1. Kháng sinh beta lactam và tác động của chúng đến môi trường

Kháng sinh beta lactam, như amoxicillin và cefixime, có khả năng gây ô nhiễm nguồn nước khi thải ra môi trường. Việc hiểu rõ tác động của chúng là rất quan trọng để tìm ra giải pháp xử lý hiệu quả.

1.2. Silica biến tính từ vỏ trấu Giải pháp tiềm năng

Silica biến tính từ vỏ trấu là một vật liệu hấp phụ tiềm năng, có khả năng loại bỏ kháng sinh beta lactam hiệu quả. Nghiên cứu này sẽ phân tích các đặc tính của silica và cách biến tính để tối ưu hóa khả năng hấp phụ.

II. Vấn đề ô nhiễm nguồn nước do kháng sinh beta lactam

Ô nhiễm nguồn nước do kháng sinh beta lactam đang gia tăng, gây ra nhiều hệ lụy cho sức khỏe con người và hệ sinh thái. Việc xử lý hiệu quả các chất thải này là một thách thức lớn. Các phương pháp hiện tại chưa đủ hiệu quả và thường tốn kém.

2.1. Nguyên nhân và hậu quả của ô nhiễm kháng sinh

Dư lượng kháng sinh trong nước thải có thể dẫn đến sự phát triển của vi khuẩn kháng thuốc, gây khó khăn trong điều trị bệnh. Điều này không chỉ ảnh hưởng đến sức khỏe con người mà còn đến động vật và hệ sinh thái.

2.2. Thách thức trong việc xử lý kháng sinh trong nước thải

Các phương pháp xử lý hiện tại như oxy hóa và hấp phụ thường không đạt hiệu quả cao. Cần có những giải pháp mới, hiệu quả và tiết kiệm hơn để loại bỏ kháng sinh beta lactam khỏi nguồn nước.

III. Phương pháp nghiên cứu hiệu quả loại bỏ kháng sinh bằng silica biến tính

Nghiên cứu này áp dụng phương pháp biến tính silica từ vỏ trấu bằng polyme PDADMAC để tăng cường khả năng hấp phụ. Các thí nghiệm sẽ được thực hiện để đánh giá hiệu quả loại bỏ kháng sinh beta lactam.

3.1. Quy trình biến tính silica từ vỏ trấu

Quy trình biến tính silica bao gồm các bước như chiết xuất, xử lý hóa học và kiểm tra tính chất vật liệu. Việc biến tính này giúp tăng diện tích bề mặt và khả năng hấp phụ của silica.

3.2. Đánh giá hiệu quả loại bỏ kháng sinh

Các thí nghiệm sẽ được thực hiện để đánh giá khả năng loại bỏ amoxicillin và cefixime bằng silica biến tính. Kết quả sẽ được phân tích để xác định điều kiện tối ưu cho quá trình hấp phụ.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu cho thấy silica biến tính từ vỏ trấu có khả năng loại bỏ kháng sinh beta lactam hiệu quả. Các thông số như pH, thời gian hấp phụ và nồng độ muối nền sẽ được phân tích để tối ưu hóa quy trình xử lý.

4.1. Hiệu quả loại bỏ kháng sinh amoxicillin

Nghiên cứu cho thấy silica biến tính có thể loại bỏ đến 90% amoxicillin trong điều kiện tối ưu. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất sẽ được thảo luận chi tiết.

4.2. Hiệu quả loại bỏ kháng sinh cefixime

Tương tự như amoxicillin, silica biến tính cũng cho thấy khả năng loại bỏ cefixime cao. Kết quả này mở ra hướng đi mới trong việc xử lý ô nhiễm nước.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của nghiên cứu

Nghiên cứu này đã chỉ ra rằng silica biến tính từ vỏ trấu là một giải pháp hiệu quả để loại bỏ kháng sinh beta lactam khỏi nguồn nước. Tương lai của nghiên cứu có thể mở rộng sang các loại kháng sinh khác và ứng dụng trong quy mô lớn.

5.1. Tóm tắt kết quả nghiên cứu

Kết quả cho thấy silica biến tính có khả năng hấp phụ cao, mở ra cơ hội cho việc xử lý ô nhiễm nước hiệu quả hơn.

5.2. Hướng nghiên cứu tiếp theo

Nghiên cứu có thể được mở rộng để khám phá khả năng loại bỏ các loại kháng sinh khác và phát triển quy trình xử lý quy mô lớn, góp phần bảo vệ môi trường.