عنوان المقالة:تحضير وتعديل أطيان عراقية لامتزاز بعض الاصباغ من محاليلها المائية Preparation and Modified of Iraqi Clays for Adsorption of Some Dyes from Aqueous Solutions
Asst.prof.Dr.Dhafir Tamween and Suhad Shakir Mohammed
الملخص العربي
وتهدف الاطروحة الى :
ازالة نوع من الاصباغ القاعدية الموجبة وهي ( المثيل فايوليت ) من محاليلها المائية باستعمال اطيان عراقية ( البنتونايت والاتابلكايت ) وتعديلاتهما بمادة فعالة سطحياً هي (SDS) ومادة نانوية هي (Ti) كسطوح مازة وذلك من اجل استعمال هذه السطوح لغرض معالجة المياه الملوثة بالصبغة المذكورة نتيجة للاستخدامات الصناعية لهذه الصبغة .
اجراء تشخيص لهذه السطوح المازة بعدة تقنيات مثل FT-IR و SEM و X-Ray diffraction .
تم في هذه الدراسة تعيين زمن الاتزان ودراسة حركية الامتزاز و حساب طاقة التنشيط لعمليات امتزاز صبغة المثيل فايوليت باستعمال السطوح المازة واجراء مقارنة بين هذه السطوح .
تهدف الدراسة الى ايجاد الظروف المثلى والمناسبة للامتزاز والتي تتضمن ( وزن السطح الماز , درجة الحرارة , pH المحلول , الشدة الايونية ) .
ايجاد الايزوثيرمات ومعادلات الامتزاز الملائمة لامتزاز صبغة المثيل فايوليت على السطوح المازة وعمل مقارنة بينهما .
حساب الدوال الثرموديناميكية لعملية امتزاز صبغة المثيل فايوليت على هذه السطوح .
وتم في هذه الدراسة تعديل طين البنتونايت (B) وطين الاتبالكايت (A) المتوفر محلياً في العراق من خلال اضافة مادة ذات فعالية سطحية (Surfactant) هي (SDS) Sodium dodecyl Sulfate لينتج البنتونايت المعدل بــ SDS (B-SDS) والاتبالكايت المعدل بــ SDS (A – SDS) وايضاً تم اجراء تعديل آخر لهذه الاطيان باستعمال مادة نانوية هي (nano ) لينتج البنتونايت المعدل (B- nano ) والاتبالكايت المعدل (A- nano ) .
وقد تم تشخيص هذه السطوح بعدة تقنيات هي تقنية الاشعة تحت الحمراء (FTIR) وحيود الاشعة السينية (XRD) والمجهر الالكتروني الماسح (SEM) .
وتناولت هذه الدراسة امتزاز صبغة المثيل فايوليت (Methyl Violet) على هذه السطوح المذكورة اعلاه من اجل الوصول الى معرفة فعالية هذه الاسطح وامكانية استعمالها كسطوح مازة لمعالجة التلوث الذي يحصل بسبب استعمال هذه الصبغة . وقد تم استعمال مطيافية الاشعة المرئية – فوق البنفسجية من اجل تعيين سعات الامتزاز , معرفة حركيات وايزوثيرمات الامتزاز في ظروف مختلفة من زمن الاتزان , درجات حرارة مختلفة , دالة حامضية , شدة ايونية ووزن السطح الماز . وقد بينت الدراسة النتائج الآتية :-
تم تطبيق نماذج حركيات المرتبة الاولى الكاذبة , المرتبة الثانية الكاذبة , نموذج الوفيج ونموذج الانتشار الجزيئي الضمني ومن خلال الاعتماد على القيم العملية والنظرية لكميات الامتزاز وقيم معامل الارتباط () وقيم ثوابت معدل السرعة تبين انطباق الموديل الحركي للمرتبة الثانية الكاذبة على عملية امتزاز صبغة المثيل فايوليت من محلولها المائي على جميع السطوح قيد الدراسة .
تم تعيين طاقة التنشيط لعمليات الامتزاز على كل السطوح من خلال الاعتماد على ثوابت النموذج الحركي للمرتبة الثانية الكاذبة إذ كانت طاقة التنشيط (63.1015 kJ/mole) للـــ B , (-15.3576 kJ / mole) للـــ B-SDS, (kJ/mole 71.4846) للــــ B- nano , ( 9.3391 kJ/mole) للــ A , (14.1130 kJ/mole) للــ A-SDS و (-18.5826 kJ/mole) للــ A- nano ومن خلال قيم طاقة التنشيط لهذه السطوح تبين ان B و B- nano يحتاج لطاقة عالية لكي تتم عملية الامتزاز إذ ان طاقة تنشيطها اكبر من (40 kJ/mole) بينما الاسطح الاخرى كانت اقل (40 kJ/mole) فلا تحتاج الى طاقة عالية .
تم دراسة عملية الامتزاز عند درجات حرارية مختلفة K (298 , 308 , 318) واظهرت النتائج ان كمية امتزاز صبغة المثيل فايوليت على سطوح B , B-SDS , B- nano , A , A-SDS تزداد بزيادة درجة الحرارة ( العملية ماصة للحرارة) بينما مع A- nano حصل العكس إذ قلت كمية المادة الممتزة مع زيادة درجة الحرارة ( العملية باعثة للحرارة) .
تم تطبيق نماذج مختلفة من ايزوثيرمات الامتزاز (Temkin , Freundlich , Langmuir) وبينت النتائج عدم تطابقها مع ايزوثيرم لانكماير لجميع الانظمة وانطباقها مع ايزوثيرم تمكن وبصورة اقل مع نموذج فرندلش .
تم حساب الدوال الثرموديناميكية لأنظمة الامتزاز إذ بينت قيمة الانثالبي () موجبة على ان التفاعل ماص للحرارة مع كل السطوح ماعدا سطح A- nano إذ كانت قيمة () سالبة وهذا يعني ان التفاعل لهذا السطح هو باعث للحرارة . وبينت القيمة الموجبة للانتروبي () على زيادة العشوائية لكل الانظمة , أما بالنسبة لطاقة كبس الحرارة () فكانت سالبة لجميع انظمة الامتزاز وعند جميع الدرجات الحرارية وهذا يشير الى تلقائية عملية الامتزاز .
الملخص الانجليزي
In this study , the bentonite clay (B) and attapulgite clay (A) that are available locally in Iraq were modified by the addition of an effective surface material which it is sodium dodecyl sulphate (SDS) to produce the modified bentonite by SDS (B-SDS) and modified attapulgite by SDS (A-SDS). Another modification was also made by using nano materials (nano Ti) to form modified bentonite (B- nano Ti) and modified attapulgite (A- Ti). These surfaces were identified by several techniques such as Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), X-Ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM)
Adsorption of methyl violet dye on the surfaces which mentioned before were also studied in order to know the effectiveness of these surfaces
سهاد شاكر محمد | suhad shakir | 8318