Effective adsorption of drug from aqueous solution using citric acid functionalized magnetite nanoparticles and their antibacterial studies

The synthesis of magnetite nanoparticles and their applications after surface modification have drawn in the eye of researchers toward it all through the previous a few times. In the present study, the synthesis of citric acid-modified magnetic nanoparticles has been reported. Numerous technical approaches such as x-ray diffraction, field emission scanning electron microscopy, thermogravimetric analysis and fourier transform infrared spectroscopy were accustomed to characterize these synthesized magnetite nanoparticles. The main emphasis of this examination was to study the adsorption behavior of these synthesized nanoparticles for ciprofloxacin drug from aqueous solution. The influences of various experimental parameters including pH, the contact time, amount of nanoparticles and initial concentration of ciprofloxacin drug, were investigated simultaneously. Moreover, isotherm study was observed to follow Langmuir isotherm model and the value of maximum adsorption capacity was 20.65 mg/g as calculated. Furthermore, the kinetic study was found to fit well with pseudo-second-order kinetics model. The overall study suggested that these functionalized magnetite nanoparticles can be utilized as a proficient tool for the adsorption of drug from aqueous solution. The antibacterial behavior of these drug loaded nanoparticles was also scrutinized.

Utilização do dióxido de carbono proveniente de fermentação alcoólica no cultivo de Spirulina (Arthrospira) platensis utilizando simultaneamente nitrato de sódio e sulfato de amônio como fontes de nitrogênio / Use of carbon dioxide from ethanol fermentation in Spirulina (Arthrospira) platensis cultivation using, simultaneously, ammonium sulfate and sodium nitrate as nitrogen sources

Arthrospira (Spirulina) platensis, cianobactéria fotoautotrófica, é importante comercialmente devido ao seu valor nutricional (elevado teor de proteínas, lipídios, vitaminas e minerais), além da presença do ácido graxo γ-linolênico e pigmentos, os quais agregam valor a esta biomassa. Este micro-organismo foi cultivado em fotobiorreator tubular, e os seguintes parâmetros foram avaliados: aplicação de diferentes sistemas de circulação de células, intensidades luminosas, adição simultânea de diferentes proporções de sulfato de amônio e nitrato de sódio como fontes de nitrogênio, adição de dióxido de carbono proveniente de fermentação alcoólica e, finalmente, a aplicação desta biomassa para remoção de metais pesados. Para a avaliação do sistema de circulação de células e da intensidade luminosa foram utilizadas as variáveis dependentes: concentração celular máxima (Xm), produtividade em células (Px), fator de conversão de nitrogênio em células (YX/N), eficiência fotossintética (EF) e teores de proteínas e lipídios da biomassa. Os protocolos de alimentação de nitrogênio e o uso de CO2 proveniente de cilindro ou de fermentação alcoólica foram avaliados com uso das mesmas variáveis já citadas, exceto EF; e, para remoção de Ni2+, Zn2+ e Pb2+ em solução aquosa foram estudados o tempo de adsorção e a influência da concentração inicial de metal em solução; com posterior cálculo da eficiência e capacidade de adsorção, e apresentação de modelos cinéticos e isotermas de equilíbrio. A melhor combinação de resultados em valores médios (Xm = 4055 mg L-1, Px = 406 mg L-1 d-1, YX/N = 5,07 mg mg-1, lipídios totais = 8,94%, proteínas totais = 30,3%, EF = 2,04%) foi obtida nos cultivos realizados com intensidade luminosa = 120 µ mol fótons m-2 s-1. O tipo de sistema de circulação de células utilizado não influenciou estatisticamente quase nenhuma das respostas estudadas e isto indica a possibilidade de substituição do sistema tradicional airlift pelos outros testados...

Arthrospira (Spirulina) platensis, photoautotrophic cyanobacterium, is commercially important due its high nutritional value (high content of proteins, lipids, vitamins, and minerals), besides of the presence of γ-linolenic fatty acids and pigments, which add value to this biomass. This microorganism was cultivated in tubular photobioreactor and the following parameters were evaluated: application of different cell circulation systems, light intensities, different protocols of simultaneous ammonium sulfate and sodium nitrate feeding, addition of CO2 from ethanol fermentation and, finally, the application of this biomass to the heavy metal removal. The dependent variables [maximum cell concentration (Xm), cell productivity (Px), nitrogen-to-cell conversion factor (YX/N), photosynthetic efficiency (EF) and proteins and lipids contents] were used to evaluate the influence of cell circulation systems and the light intensities. The nitrogen feeding protocols and the use of CO2 from cylinder or ethanol fermentation were evaluated using the same parameters aforementioned, except EF; and to analyze Ni2+, Zn2+ and Pb2+ removal, the adsorption time and the influence of initial metal concentration were evaluated with subsequent calculation of the efficiency and capacity adsorption. The kinetic models and equilibrium isotherms were also presented. The best combination of responses' mean values (Xm = 4055 mg L-1, Px = 406 mg L-1 d-1, YX/N = 5.07 mg mg-1, total lipids = 8.94%, total proteins = 30.3%, EF = 2.04%) was obtained at light intensity = 120 µ mol photons m-2 s-1. The cell circulation system did not exert statistical significant influence on almost all the responses, which suggests that the traditional airlift system could successfully be substituted by the others tested in this work. The mixture of the lower amount of nitrate in relation to ammonium (protocol I) (Xm = 4,543 g L-1; Px = 0,460 g L-1 d-1; YX/N = 15,6 g g-1; total lipids = 8,39% and total...

Produção de carvão a partir de resíduo de erva-mate para a remoção de contaminantes orgânicos de meio aquoso / Production of charcoal from maté waste to remove organic contaminants from aqueous solution

Neste trabalho, apresenta-se um novo material adsorvente, obtido a partir da pirólise de resíduos da erva-mate. O carvão resultante demonstrou elevada área superficial específica quando comparado com outros materiais pirolisados e elevada capacidade de remoção de contaminantes orgânicos de soluções aquosas. Os valores de área específica apresentados pelos materiais foram de 344, 191 e ~0,5 m² g-1, para o carvão Mate 1, Mate 2 e Mate 3, respectivamente. As isotermas de adsorção mostraram que os carvões apresentam potencial para utilização como adsorvente para compostos orgânicos, tais como: o corante têxtil vermelho reativo, o corante azul de metileno e para o herbicida atrazina, sendo que os máximos de adsorção utilizando o carvão Mate 1 foram de 16, 230 e 30 mg g-1, respectivamente.

In this work we present a new adsorbent material, obtained by maté waste pyrolisis. The resulting charcoal presented high specific area when compared with other pyrolized materials and also high capacity to remove organic contaminants from aqueous solution. The charcoal showed specific area of 344, 191 and ~0.3 m² g-1 for sample Mate 1, Mate 2 and Mate 3, respectively. According to the corresponding adsorption isotherm these materials present good adsorption capacity for reactive textile and methylene blue dyes and the herbicide atrazine. Adsorption maxima were respectively 16, 230 and 35 mg g-1 for such substances, when sample Mate 1 was used.