Bazı ilaç etken maddelerinin sulu ortamda ve yüzey aktif maddeler varlığında adsorpsiyonunun incelenmesi
Study of adsorption of some drugs in aqueous medium and in the presence of surface active agents
Yazar: ELİF ÇALIŞKAN
Danışman: PROF. DR. MEHMET MAHRAMANLIOĞLU
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Fizikokimya Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2011
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Adsorpsiyon = Adsorption ; Mikrodalga ısıtma = Microwave heating ; Rejenerasyon = Regeneration

Özet:
Beş ilaç etken maddesinin; prometazin (PM), triflupromazin (TFP), trimetoprim (TM), karbamazepin (KM), ibuprofen (IBU); aktif karbon (AK) ve bentonit (BNT) üzerindeki adsorpsiyonu sulu ortamda ve anyonik; sodyumdodesil sülfat (SDS); ile katyonik; dodesiltrimetilamonyum bromür (DTAB); gibi farklı tiplerdeki yüzey aktif maddeler varlığında spektrofotometrik olarak çalışıldı. Adsorpsiyon deneyleri zaman, başlangıç derişimi ve sıcaklığa bağlı olarak yürütüldü.Adsorpsiyon kinetiği verileri Lagergren 1. derece ve Yalancı 2. derece kinetik eşitlikleri kullanılarak modellendi. Ayrıca tanecik içi difüzyon grafikleri de çizildi. IBU'nun BNT üzerindeki adsorpsiyonu hariç, tüm kinetik çalışmalardan elde edilen veriler Yalancı 2. derece hız eşitliğine Lagergren 1. derece hız eşitliğinden daha iyi uydu. IBU'nun BNT üzerindeki adsorpsiyonunun Lagergren 1. derece hız eşitliğine Yalancı 2. derece hız eşitliğinden daha iyi uyduğu görüldü.İlaç etken maddelerinin adsorpsiyon mekanizmasını anlamak için Giles izotermleri kullanıldı. Çizilen izotermler Giles sınıflandırmasına göre L tipine uydu ve yüzey aktif maddeler varlığında izoterm şekillerinde bazı değişimler gözlendi. Elde edilen denge verilerini modellemek için Langmuir ve Freundlich izotermleri kullanıldı. Langmuir modeli izoterm verilerine Freundlich modelinden daha iyi uydu. İlaç etken maddelerinin sulu çözeltilerde AK üzerindeki adsorpsiyonu için bulunan adsorpsiyon kapasitesi değerleri aşağıdaki sıralamayı izledi:PM < TFP < TM < KM < IBUİlaç etken maddelerinin sulu çözeltilerde BNT üzerindeki adsorpsiyonu için bulunan adsorpsiyon kapasitesi değerleri aşağıdaki sıralamayı izledi:PM > TFP > TM > KM > IBUYüzey aktif madde varlığının adsorpsiyon kapasiteleri üzerinde önemli etkileri olduğu, ancak adsorpsiyon süreçlerinin denge süresine etki etmediği gözlendi. Farklı sıcaklıklarda yürütülen adsorpsiyon çalışmalarından elde edilen veriler kullanılarak termodinamik parametreler de hesaplandı.Ayrıca seçilen ilaç etken maddelerinin biri (PM) ile yüklenmiş aktif karbonun rejenerasyonu da kimyasal ve termal yöntemler kullanılarak incelendi. Kimyasal rejenerasyon kapsamında, farklı alkollerin desorpsiyon verimleri birbiri ile karşılaştırıldı. Termal işlem için mikrodalga ile ısıtma yöntemi elektrikli fırında yapılan klasik termal rejenerasyon ile karşılaştırmalı olarak kullanıldı. Elde edilen optimum koşullar art arda adsorpsiyon-rejenerasyon döngüleri için kullanıldı ve hesaplanan rejenerasyon verimleri birbiri ile karşılaştırıldı. Kullanılan her iki yöntem için de rejenerasyon verimlerinde önemli değişimler gözlendi.

Abstract:
The adsorption of five drugs; promethazine (PM), triflupromazine (TFP), trimethoprim (TM), carbamazepine (KM), ibuprofen (IBU); onto activated carbon (AK) and bentonite (BNT) was studied spectrophotometrically in aqueous solutions and in the presence of different type of surfactants such as anionic; sodiumdodecyl sulfate (SDS) and cationic; dodecyltrimethylammonium (DTAB) bromide. The adsorption experiments were carried out as a function of time, initial concentration and temperature.Adsorption kinetic data were modeled using the Lagergren first order and the pseudo-second order kinetic equations. Intraparticle diffusion graphics were also plotted. The data obtained from all kinetic studies are fitted to the pseudo-second order kinetic equation better than the Lagergren first order kinetic equation, except the adsorption of IBU onto BNT. It was seen that the adsorption of IBU onto BNT is fitted to the Lagergren first order kinetic equation better than the pseudo-second order kinetic equation.The Giles isotherms were used to understand the adsorption mechanism of drugs. Isotherms plotted appear to fit L-type according to Giles isotherm classification and some changes in isotherm shapes were observed in the presence of surfactans. The Langmuir and Freundlich isotherms were used to model the equilibrium data obtained. The Langmuir model appears to fit the isotherm data better than the Freundlich model. The adsorption capacity values found for the adsorption of drugs onto AK in aqueous solutions followed the order below:PM < TFP < TM < KM < IBUThe adsorption capacity values found for the adsorption of drugs onto BNT in aqueous solutions followed the order below:PM > TFP > TM > KM > IBUIt was observed that the presence of surfactants had significant effects on adsorption capacities, although it did not affect the equilibrium time of the adsorption processes. Thermodynamic parameters were also calculated using the data obtained from adsorption studies conducted at different temperatures.Regeneration of the activated carbon loaded with one of the selected drugs (PM) was also investigated by using chemical and thermal methods. Within the chemical regeneration, desorption efficiency of different alcohols were compared with each other. Microwave heating was used for the thermal treatment in comparison with conventional thermal regeneration in electrical furnace. The optimum conditions obtained were used for successive adsorption-regeneration cycles and regeneration efficiencies calculated were compared with each other. Significant changes in regeneration efficiencies were observed for both methods used.