دراسة عملية ونمذجة رقمية على فعالية المركب الهجين للصمغ العربي/ الطين في إزالة أيونات المعادن الثقيلة والصبغات العضوية من المحاليل المائية.
مؤلف
القحطاني، ملاك بنت فيصل بن محمد بن عبد الله آل دهوي
الملخص
تعتبر الأصباغ الكاتيونية العضوية من الملوثات التي تُهدد صحة الإنسان والحياة المائية. تُستخدم هذه الأصباغ في مُختلف الصّناعات؛ لذلك وجب التركيز على مشكلة وجودها وإيجاد أفضل الطرق لإزالة الأصباغ من المحاليل المائية. في هذه الدراسة، تم استخدام طريقة الامتزاز بسبب تكلفتها المنخفضة وكفاءتها العالية في الإزالة. تمت دراسة إمكانية استخدام مركب نانوي من الطين/الصمغ العربي كمادة مازّة لإزالة صبغتي الميثيلين الأزرق والكريستال البنفسجي من المحاليل المائية. تم تشخيص المركب النانوي باستخدام حيود الأشعة السينية، والمجهر الإلكتروني الماسح، ومطياف الأشعة تحت الحمراء، و مقياس مساحة السطح وحجم المسام. تمت دراسة تأثير عدد من العوامل على كفاءة إزالة الصبغات وهي: (كتلة المركب النانوي، الرقم الهيدروجيني، زمن التلامس، التركيز الأولي ودرجة الحرارة) وتم تحديد الظروف المثلى للإزالة. تم تطبيق نماذج لانجمير وفريندليتش وتيمكن متساوي الحرارة لتحليل بيانات الامتزاز. علاوة على ذلك، تم دراسة نماذج الدراسات الحركية لعملية الامتزاز بواسطة الدرجة الأولى الزائفة، الدرجة الثانية الزائفة، الانتشار داخل الجسيمات، والوفيتش._x000D_
أوضحت النتائج أن عملية الامتزاز تتبع تساوي حرارة لانجمير وحركية الدرجة الثانية الزائفة للصبغتين. كما أشارت النتائج أيضا إلى أنه يمكن استخدام المركب النانوي كمادة مازّة فعالة ومنخفضة التكلفة لإزالة الصبغتين من المحاليل المائية بكفاءة إزالة عالية تصل إلى 99% وبلغت سعة الامتزاز 66.7 ملجم/جم و 52.9 ملجم/جم لصبغتي الميثيلين الأزرق والكريستال البنفسجي على التوالي. أثبتت النتائج أن المادة المازة يمكن إعادة استخدامها بكفاءة حتى أربع مرات على الأقل. علاوة على ذلك، تم بناء نماذج الشبكة العصبية الاصطناعية باستخدام خوارزمية مصنوعة يدويًا تعتمد على أساليب الانحدار المتدرج ومحاكاة مونتي كارلو على برنامج مابل 6 للتنبؤ بكفاءة إزالة الصبغتين. أثبتت النماذج فعاليتها في التنبؤ بعملية الإزالة؛ حيث اتفقت البيانات التجريبية مع البيانات المُتنبأ بها مع أقل متوسط مربع للخطأ ( 1.824و1.001) وأعلى معامل ارتباط ( 0.945 و0.952) لصبغتي الميثيلين الأزرق والكريستال البنفسجي على التوالي._x000D_
ملاحظة
إشراف : دكتور عصمت حسن على سيد احمد.
