Preaload Image

قسم الكيمياء يناقش رسالة ماجستير تشخص التعديل البايوفيزيائي على طين عراقي وتدرس كفاءته الامتزازية

Print Friendly, PDF & Email

ناقش قسم الكيمياء في كلية التربية للعلوم الصرفة (ابن الهيثم) رسالة الماجستير الموسومة ( تشخيص التعديل البايوفيزيائي لطين عراقي ودراسة كفاءته الامتزازية ) للطالب ( حسين جواد حسن ) التي انجزها باشراف التدريسي في القسم ( أ.م.د. أحمد محمد عباس).

و نظراً لخطورة وسمية المخلفات الصناعية  والتي تطرح بكميات كبيرة لاسيما الاصباغ ومنها صبغة المثيل الاخضر ولمنع تسربها إلى الأنهار والبحيرات، تم استعمال احدى الاطيان العراقية ( الاتابلكايت ) بشكلها الطبيعي مع معالجتها لتنتج سطوحاً مازة للأصباغ، لما تمتاز به هذه الأطيان من كونها مواد طبيعية وآمنة صحياً ولا تحمل عبئاً جديداً على البيئة المثقلة بالملوثات وفي الوقت نفسه تكون زهيدة الثمن بسيطة التجهيز. لذلك  فان الهدف من هذه الدراسة هو :

  • تعديل اولي لطين الاتابلكايت الذي مثل بالرمز(Atta) من خلال عمليات الترسيب الضمني لكل من عنصري الحديد والالمنيوم(بشكل هيدروكسيدات ) لتكون سطحا مازا معدلا يمثل بالرمز (Atta-m).

  • تعديل ثانوي لطين الاتابلكايت المعدل من خلال تنشيطه حراريا مع حامض الاسكوربيك لتكون سطحا مازا معدلا يمثل بالرمز (Atta-c).

  • تشخيص سطوح الاتابلكايت قبل وبعد التعديل بعدة تقنيات تتضمن (EDX,SEM,XRD,FT-IR) .

  • تعيين سعة الامتزاز لصبغة المثيل الاخضر التي تمثل بالرمز(MG) على سطوح الاتابلكايت قبل وبعد التعديل والمقارنة فيما بينها.

  • اجراء الدراسات الحركية لامتزاز صبغة المثيل الاخضر(MG) على سطوح الاتابلكايت قبل وبعد التعديل وتعيين طاقات التنشيط لها .

  • اجراء دراسات التوازن وحساب الدوال الثرموديناميكية لامتزاز صبغة المثيل الاخضر(MG) على سطوح الاتابلكايت قبل وبعد التعديل.

  • دراسة تأثير حجم ووزن السطوح المازة في هذه الدراسة على امتزاز صبغة المثيل الاخضر(MG).

من اجل  دراسة كيفية  زيادة  كفاءة  الامتزاز لطين  الاتابلكايت  العراقي  تم  اجراء تعديلين على سطحه , الاول بإدخال الحديد والالمنيوم  والثاني بالتنشيط الحراري وادخال الكاربون  متمثل بحامض الاسكوربيك وتمت  دراسة التغيرات التي طرأت  على السطوح ومقارنتها  بوساطة مطيافية الاشعة تحت الحمراء ( FT-IR ) وتقنية حيود الاشعة السينية XRD) ) ومطيافية تشتت الطاقة بالأشعة السنية (EDX ) والمجهر الالكتروني الماسح  (SEM ) , وتمت دراسة قابلية  السطوح الثلاثة على امتزاز صبغة المثيل الاخضر(MG ) من محلولها المائي كنموذج  لأحدى المواد  الملوثة  للمياه  ٳذ تمت دراسة عدد من المتغيرات التي  توثر في قابلية الامتزاز مثل  زمن الامتزاز وزيادة درجة الحرارة  وتغير تركيز المادة الممتزة  وتغير وزن المادة المازة وزيادة حجم دقائق المادة المازة , ومن خلال الدراسة الحركية لعملية الامتزاز وجد ان زمن التوازن لامتزاز صبغة (MG ) على سطح طين الاتابلكايت قبل التعديل (Atta) هو 60 دقيقة اما لسطح طين الاتابلكايت المعدل  (Atta-m ) والاتابلكايت المعدل المنشط  (Atta-c) هو 45 دقيقة ووجد ان قابلية الامتزاز تزداد بزيادة درجة الحرارة لجميع الانظمة المذكورة (عملية ماصة للحرارة ) وبينت الدراسة الحركية  ان النموذج الحركي  للمرتبة الثانية الكاذبة هو الاكثر انطباقا على الانظمة الثلاث, كذلك تم  حساب طاقة التنشيط للأنظمة الثلاثة ٳذ كانت اكبر من ( 80 كيلو جول / مول ) مما يدل على تفضيل الامتزاز الكيميائي , كذلك تم خلال هذه  الدراسة تطبيق النتائج التجريبية على عدد من ايزوثرمات الامتزاز مثل (لانكماير, فرندليش ,تمكن ) اذ وجد ان الانظمة تتبع نموذجاً تمكن بالدرجة الاولى واقل منه لنموذج فرندليش , كما تم حساب الدوال الثرموديناميكية  للأنظمة الثلاثة اذ كانت طاقة كبس الحرة القياسية ( G°∆ )  قيمة سالبة وهذا يدل على تلقائية حدوث عملية الامتزاز اما المحتوى الحراري – الانثالبي القياسي ( H°∆ ) فكان قيمة موجبة  وهذا يدل على ان الانظمة  ماصة للحرارة كذلك القيمة الموجبة للانتروبي القياسي (S°∆ ) دليل على زيادة العشوائية للأنظمة المذكورة .

 

وبعد اتمام هذه الدراسة و لغرض استمرار العملية البحثية العلمية اوصى الطالب  بجملة من التوصيات والمقترحات :-

  • اجراء الدراسة عند قيم حامضية وشدة ايونية متعددة .

  • التعديل بحامض الاسكوربيك وتنشيط السطح المعدل بالالمنيوم والحديد كلا على حدة والمقارنة بينهما من حيث القابلية الامتزازية .

  • اجراء التعديلات باستعمال مركبات الحديد والالمنيوم مغايرة لهذه الدراسة والمقارنة بينهما من حيث التغيرات الناتجة والقابلية الامتزازية .

  • تنشيط وتعديل طين الاتابلكايت بحامض الاسكوربيك اولا ومن ثم اجراء التعديلات بمركبات الالمنيوم والحديد ثانيا والمقارنة مع الدراسة الحالية من حيث التغيرات الناتجة والقابلية الامتزازية .

  • استعمال الطين المعدل في هذه الدراسة في تطبيقات الكيمياء الضوئية والعوامل المساعدة

  • استعمال الطين المعدل في هذه الدراسة لامتزاز ملوثات اخرى مثل الفينولات ومعوضاتها او العناصر الثقيلة .

  • تنشيط الطين ومن ثم تعديله بعناصر اخرى مثل المغنيسيوم او السيليكون لينتج سطوحا مازة لملوثات مثل الصبغات او العناصر الثقيلة . 


    Characterization of Biophysical Modification for Iraqi Clay and Study its Adsorption Efficiency

    By Hussein Jawad Hassan

    Supervised by  Assist. Prof. Dr. Ahmed Mohammed Abbas

    Abstract

    In order to study how to increase the adsorption efficiency of the Iraqi Attapulgite clay, two modifications were made to its surface. The first was the introduction of iron and aluminum, the second by thermodynamic activation and the introduction of carbon is represented by ascorbic acid. The changes in the surfaces were studied and compared with Fourier-transform infrared spectroscopy (FT-IR) ,  X-Ray diffraction spectroscopy( XRD)  , Energy  Dispersive X-Ray Spectroscopy Analysis (EDX) and the scanning electron microscopy (SEM). The susceptibility of the three surfaces to the adsorption of the methyl green dye (MG) was studied from its water solution as a model for a water pollutant. A number of variables affecting on the absorption ability, Such as adsorption time, increasing temperature, changing the concentration of the absorbent material, changing the weight of the absorbed  material, and increasing the size of the absorbed. The kinetic study of the adsorption process found that the equilibrium time of MG adsorption on the surface of the Attapulgite  clay (Atta) is 60 minutes, the modified Attapulgite (Atta-m) and active modified Attapulgite (Atta-c ) is 45-minute  and found that the adsorption capacity increased by increasing the temperature of all systems (Endothermic process). The kinetic study showed that the kinetic model of the Pseudo second Order Equation the most applicable to the three systems , Was also calculated The activation energy of the three systems was greater than (80 kJ / mol), indicating a preference for chemical adsorption. In addition, the experimental results were applied to a number of adsorption isotherms such as (Langmuir ,Freundlich,Tempkin), And the thermodynamic functions of the three systems were calculated. The standard free energy (∆G °) was a negative value. This indicates the spontaneous occurrence of the adsorption process. The standard enthalpy (∆H °) was positive. Indicates that the Endothermic systems are also the standard entropy (∆S °) is indicative of the increased randomization of these systems