Blog

المستخلص

إنَ مشكلة تلوث المياه بمختلف أنواع الملوثات ومنها العناصر الثقيلة تعد محل تحدي للباحثين في كل بقاع العالم , لذلك توجد العديد من الدراسات والبحوث لحل هذه المشكلة  والحد من خطورتها ومنها دراستنا الحالية التي تتضمن محاولة لزيادة الكفاءة الامتزازية لسطح الفحم الحيوي المحضر بدرجتين حراريتين (300⁰Cو600⁰C ) من قش الحنطة وقشور الجوز من خلال تهيئة وتحضيرعدة سطوح ومواد نانوية  لامتزاز أيون الكادميوم الثنائي من محلوله المائي (Cd⁺²).

تضمنت هذه الدراسة تحضير أوكسيد الفضة النانوي (  Ag₂O NPs) بطريقة صديقة للبيئة بإستخدام ملح نترات الفضة ( AgNO₃ ) كمصدر لأيونات الفضة وبمساعدة المستخلص المائي لنبات السبحبح (Melia azedarach) كعامل اختزال وبوجود المحلول المائي هيدروكسيدالصوديوم كعامل ترسيب يتبع ذلك تحضير متراكبات ثنائية من الفحم الحيوي المحضر بدرجتين حراريتين (00 3 و00 °C6 ) مع أوكسيد الفضة النانوي بطريقة المعالجة بالمحلول.

شخصت جسيمات الفضة النانوية والفحم الحيوي المحضر والمتراكبات الثنائية بوساطة تقنيات   (XRD ،AFM , FE-SEM،CHNS), كذلك استخدم تحليل  Brunauer-Emmett-Teller (BET) لتحديد مساحة الأسطح المحضرة وحجوم المسام. بمساعدة مطيافية طاقة تشتت الأشعة السينية تم التاكد من تحضير أوكسيد الفضة النانوية (Ag₂O NPs ) إذ كانت نسبة عنصر الفضة ( 95.3% ) وبدقة تصل الى ( = 0.5σ).  تقنية حيود الأشعة السينية XRD بين إنَ ​​حجم جسيمات أوكسيد الفضة النانوية (Ag₂O NPs ) هو 56.44 nm, وحجم جسيمات الفحم الحيوي الذي مصدره قش الحنطة بدرجتي حرارة الدراسة كان (63.5 nm عند300 °C ) و(41.25 nm عند600 °C ) على التوالي, بالمقابل تم حساب حجم جسيمات الفحم الحيوي والذي مصدره قشور الجوز والمحضر بدرجتي حرارة (264nm عند300 °C ) و(35 nm عند600 °C ) بالمقابل اظهرت اشكال حيود الاشعة للفحم الحيوي المحضر من قش الحنطة ان زيادة درجة الحرارة من (300 °C ) الى (600 °C) ولمدة ساعتين كان له تاثير بشكل ملحوظ على هيئة وتركيبة المنتج , بالمقابل كان لزيادة درجة الحرارة على التركيب البلوري للفحم الحيوي المحضر من قشور الجوز تأثير اضح, من ناحية أخرى كان للمتراكبات المحضرة من أوكسيد الفضة مع نوعي الفحم الحيوي تأثير كبير على شكل وحجم الجسيمات النانوية وهذا مابينته صور FE-SEM . تم قياس العناصر      (O,C,H,N,S) الموجودة في العينات باستخدام جهاز (CHNS) وأظهرت نتائج مختلفة لكل من (الكاربون, الهيدروجين, الأوكسجين, النتروجين والكبريت) إّذ كان هناك نقصان في نسب كل من النتروجين والأوكسجين وزيادة في

نسبة الكاربون عند قشور الجوز600⁰C . استخدمت الأسطح المحضرة  لدراسة امتزاز ايون الكادميوم من محلولة المائي (Cd⁺²) وبتركيز ابتدائي (50 ppm) . تم دراسة تأثير كل من زمن الاتزان ودرجة الحرارة على عملية الامتزاز. بينت نتائج تأثير زمن التماس بين الأسطح المحضرة والمحلول المائي لإيون الكادميوم الثنائي تفاوت بقيم الإزالة صعودا ونزولا وصولا الى زمن الاتزان 120 دقيقه . تم حساب تأثير الحرارة على عملية امتزاز أيون الكادميوم Cd⁺²  وعند درجات حرارة (298,301,318,328) وأعطى أعلى امتزاز بنسبة 94% لسطح المتراكب الثنائي لقشور الجوز \ أوكسيد الفضة المحضر بدرجة  600 °C.

تم تحليل نتائج تغير كمية المادة الممتزة مع الزمن وفق نماذج حركية ( المرتبة الأولى الكاذبة , المرتبة الثانية الكاذبة ) وقد بينت النتائج اتباعها لنموذج المرتبة الثانية الكاذبة. تم حساب الدوال الثرموديناميكية ΔG) ، ΔH ، (ΔS  إذ بينت النتائج إنَ الإشارة السالبة لقيم (ΔH) لعملية امتزاز أيون الكادميوم (Cd⁺²) على جميع السطوح قيد الدراسة تدل على إنَ عملية الامتزاز باعثة للحرارة كما نلاحظ من قيم ΔH) ) لكل السطوح على إنَ عملية الامتزاز فيزيائي مما يدل على امكانية استعمال السطوح لأكثر من مرة, بينما الإشارة السالبة  لقيم (ΔS) تدل على انتظام جزيئات أيون الكادميوم (Cd⁺²) على الاسطح المازة , كما إنَ قيم طاقة كبس الحرة  ( (ΔG لامتزاز أيون الكادميوم (Cd⁺²) تكون موجبة للاسطح  قبل التعديل (قشورالجوز) وبدرجتي حرارة التحضير وكذلك المتراكبات الثنائية مما يدل على عدم تلقائية عملية الامتزاز بينما في حالة سطح قش الحنطة قبل التعديل وبدرجتي حرارة التحضير كانت قيم طاقة كبس الحرة  ( (ΔG سالبة وهذا يعني إنَ هذا السطح تجري عليه عملية امتزاز تلقائية ويعود سبب ذلك إلى طبيعة المصدر المحضر منه الفحم الحيوي , استنادا إلى هذه النتائج فإن امتزاز أيون الكادميوم من محلوله المائي على كل السطوح المدروسة هو امتزاز فيزيائي يتخلله عمليات كيميائية .

أخيرًا ، درست عدة ايزوثيرمات ووجد أن ايزوثيرم الحرارة Langmuir)) هو الأفضل الذي يمكنه وصف امتزاز ايون الكادميوم الثنائي على الاسطح المحضرة.