عنوان المقالة:DFT: دراسة B3LYP / LANL2DZ لإزالة Fe و Ni و Cu و As و Cd و Pb مع الشيتوزان DFT: B3LYP/ LANL2DZ Study for the Removal of Fe, Ni, Cu, As, Cd and Pb with Chitosan
Hend Ezzat 1, A. A. Menazea 2,3, Wessam Omara 4,5, Osama H. Basyouni 5,6, Samah A. Helmy 7, Aya A. Mohamed 8, Walid Tawfik 9, Medhat Ibrahim
Abstract
الأنشطة البشرية هي المسؤولة عن وجود المعادن الثقيلة في البيئة. يتسبب تراكم هذه المعادن في البيئة في العديد من المخاطر ، مثل التأثيرات السمية والمطفرة والمسرطنة. تم استكشاف المواد القائمة على الشيتوزان (Cs) فعاليتها التنافسية في إزالة المعادن الثقيلة من المياه الملوثة. في هذه الدراسة ، تم تقديم محاولة لتطوير هيكل بوليمر طبيعي وموثوق وفعال من حيث التكلفة من Cs مع قدرة عالية على حبس بعض المعادن الثقيلة ، والتي يمكن العثور عليها في المياه الملوثة. تمت دراسة العلاقة بين المعادن الثقيلة Cs واستقرارها من خلال نظرية الكثافة الوظيفية (DFT) باستخدام B3LYP مع مجموعة الأساس LANL2DZ. أظهرت النتائج المرصودة أن قيم طاقة فجوة النطاق لـ Cs و Cs- Fe و Cs-Ni و Cs-Cu و Cs-As و Cs-Cd و Cs-Pb كانت 2.571 و 0.6147 و 0.7176 و 0.3396 و 0.6648 و 1.5007 و 0.4128 فولت. على التوالي. أظهر لاحقًا أن بنية Cs لها انتقائية عالية وتقارب ربط مع المعادن المميهة Cu و Pb ، على التوالي بدلاً من Fe و Ni و As و Cd. كشفت العلاقة المفحوصة بين Cu و Pb مع Cs أنه يمكن تطبيق Cs لاستشعار وإزالة النحاس والرصاص من مياه الصرف الصحي.
Abstract
Human activities are responsible for the existence of heavy metals in the environment. The accumulation of these metals in the environment causes several risks, such as toxicological, mutagenic, and carcinogenic effects. Chitosan (Cs) based materials have been explored its competitive efficacy in heavy metals removal from contaminated water. In this study, an attempt is presented to develop a natural, reliable, and cost-effective biopolymer structure of Cs with a high ability to entrap some heavy metals, which can be found in polluted water. The correlation between Cs-heavy metals and its stability was studied by density functional theory (DFT) using B3LYP together with the basis set LANL2DZ. The observed results revealed that the bandgap energy values for Cs, Cs- Fe, Cs-Ni, Cs-Cu, Cs-As, Cs-Cd and Cs-Pb were 2.571, 0.6147, 0.7176, 0.3396, 0.6648, 1.5007 and 0.4128 eV, respectively. The later showed that Cs structure has high selectivity and binding affinity to Cu and Pb hydrated metals, respectively rather than Fe, Ni, As and Cd. The examined correlation between Cu and Pb with Cs revealed that Cs could be applied for sensing and removing of Cu and Pb from wastewater
ا.د. وليد توفيق يونس | Prof. Walid Tawfik | 6350