İlaç etken maddelerin elektrooksidasyon prosesi ile gideriminde farklı elektrot türlerinin etkilerinin karşılaştırılması
Comparison of the effects of different electrode types on the electrooxidation process removal of pharmaceuticals
Yazar: MAHMUT SOYLU
Danışman: DOÇ. DR. ÖMÜR GÖKKUŞ
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Bu çalışma, farklı elektrot türlerinin elektrooksidasyonla ilaç etken madde giderimindeki verimini değerlendirmek üzere gerçekleştirilmiştir. Çalışmada Diclofenac Sodium (DFC-Na), Fenoprofen Calcium (Nalfon) ve Naproxen Sodium (NP-Na) olmak üzere üç farklı ilaç etken maddenin elektrooksidasyon ile giderimi için farklı elektrot türlerinin etkinlikleri değerlendirilmiştir. Elektrooksidasyon proseslerinde katot materyali SS 316 olarak belirlenmiş ve anot materyali olarak BDD ve iki farklı tür DSA olmak üzere üç farklı materyal kullanılmıştır. Her bir ilaç etken madde için anot materyali sabit tutulmak üzere yürütülen çalışmalarda, operasyonel parametreler olan akım şiddeti, destek elektrolit konsantrasyonu ve başlangıç ilaç etken madde konsantrasyonu değişkenlerinin giderim verimi üzerindeki etkinliği değerlendirilmiştir. Her bir anot materyali ve ilaç etken madde türü için yürütülen deneyler sonrasında spektrofotometrik ve toplam organik karbon (TOK) değerlerindeki giderim verimleri belirlenmiştir. DFC-Na ilaç etken maddesinin BDD ile elektrooksidasyonunda 10 µM ilaç etken madde konsantrasyonu, 50 mA akım şiddeti ve 125 mM destek elektrolit konsantrasyonu ilaç etken madde giderim verimi, TOK ve HPLC giderimleri sırasıyla %97,5, %55 ve %75,5 olarak tespit edilmiştir. RU-IR ve IR-TA anot materyalleri ile yürütülen elektrooksidasyon deneylerinde TOK giderimleri sırasıyla %10,2 ve %23,5, HPLC giderimleri ise %64,6 ve %30 olarak belirlenmiştir. Nalfon ilaç etken maddesinin BDD ile elektrooksidasyonunda ilaç etken madde giderim verimi, TOK ve HPLC giderimleri sırasıyla %59,2, %55,5 ve %56 olarak tayin edilmiştir. NP-Na ilaç etken maddesinin BDD ile elektrooksidasyonunda 10 µM ilaç etken madde konsantrasyonu, 100 mA akım şiddeti ve 125 mM destek elektrolit konsantrasyonu değerleri ile ilaç etken madde giderim verimi, TOK ve HPLC giderimleri sırasıyla %93,2, %46,43 ve %100 olarak tespit edilmiştir. RU-IR ve IR-TA anot materyalleri ile yürütülen elektrooksidasyon deneylerinde TOK giderimleri sırasıyla %26,78 ve %39,78, HPLC giderimleri ise %57,2 ve %17,95 olarak belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlar her bir ilaç etken madde için BDD anot ile yürütülen çalışmalarda elde edilen giderim verimlerinin DSA anot materyalleri ile yürütülen deneylerdeki verimlere göre daha yüksek olduğunu göstermektedir. Bunun yanında oldukça dirençli olduğu bilinen Nalfon gideriminde BDD anot ile yürütülen çalışmalarda yaklaşık %59 oranında giderim sağlanmış iken DSA elektrotların bu ilaç etken maddenin gideriminde oldukça etkisiz olduğu görülmüştür.
Anahtar Kelimeler: Elektro Oksidasyon, BDD, DSA, Diclofenac Sodyum, Fenoprofen Kalsiyum, Naproxen Sodyum.

Abstract:
This study was carried out to evaluate the efficiency of different electrode types in the removal of active substances by electrooxidation. In the study, the efficacy of different electrode types for the removal of three different drug active substances as Diclofenac Sodium (DFC-Na), Phenoprofen Calcium (Nalfon) and Naproxen Sodium (NP-Na) by electrooxidation was evaluated. In the electrooxidation processes, the cathode material was determined as SS 316 and three different materials were used as the anode material, BDD and two different types of DSA. In the studies carried out to keep the anode material constant for each drug active substance, the effectiveness of the operational parameters current strength, support electrolyte concentration and initial drug active substance concentration variables on the removal efficiency were evaluated. After the experiments carried out for each anode material and drug active substance type, the removal efficiencies in spectrophotometric and total organic carbon (TOK) values were determined. In the electrooxidation of DFC-Na drug active substance with BDD, 10 µM drug substance concentration, 50 mA current intensity and 125 mM supporting electrolyte concentration, drug substance removal efficiency, TOC and HPLC removals were determined as 97.5%, 55% and 75.5%, respectively. In electrooxidation experiments conducted with RU-IR and IR-TA anode materials, TOC removals were determined as 10.2% and 23.5%, and HPLC removals as 64.6% and 30%, respectively. In the electrooxidation of Nalfon drug substance with BDD, the drug substance removal efficiency, TOC and HPLC removals were determined as 59.2%, 55.5% and 56%, respectively. In electrooxidation of NP-Na drug active substance with BDD, 10 µM drug substance concentration, 100 mA current intensity  and 125 mM supporting electrolyte concentration values, drug active substance removal efficiency, TOC and HPLC removals were determined as 93.2%, 46.43% and 100%, respectively. In electrooxidation experiments carried out with RU-IR and IR-TA anode materials, TOC removals were determined as 26.78% and 39.78%, respectively, and HPLC removals as 57.2% and 17.95%.The results obtained show that the removal efficiencies obtained in the studies conducted with the BDD anode for each drug active substance were higher than the yields in the experiments conducted with DSA anode materials. In addition, while approximately 59% of the studies carried out with BDD anode in the removal of Nalfon, which is known to be quite resistant, were removed, it was seen that DSA electrodes were quite ineffective in removing this drug active substance.
Keywords: Electro Oxidation, BDD, DSA, Diclofenac Sodium, Fenoprofen Calcium, Naproxen Sodium.