الفهرس 
CHAPTER ONE BACKGROUND AND LITERATURE REVIEWOnly 14 pages are availabe for public view
 |  | from | 167 |  |  |
| | | from | 167 | | |
Abstract
أصبحت البيئه أكثر عرضه للضرر مع إتساع القطاع الصناعى وإنتشار المنشأت الصناعية نتيجة الملوثات المختلفة اللتى تطرحها تلك المنشأت ومنها مياة الصرف الصناعى.حيث تختلف طبيعة تلك الملوثات بإختلاف الصناعات المختلفة .
وتعتبر المعادن الثقيلة واحدة من ملوثات مياة الصرف الصناعى والتى قد تسبب فى الكثير من الأضرار البيولوجية للكائنات الحية إذا زاد تركيزها عن الحد المسموح به وهى تركيزات صغيرة نسبيا تصل إلى ملجم/لتر(جزء من المليون) . لذلك كان من الضرورى الحفاظ على تركيزات المعادن الثقيلة فى النطاق الأمن
إن الهدف من هذه الدراسة هو تحضير بعض أكاسيد المعادن النانونية لحل مشكلة التركيزات الصغيرة من المعادن الثقيلة وخاصة معدنى الكروم والنحاس عن طريق عملية الإمتزاز
تتكون هذه الرسالة من جزئيين رئسيين .الجزء الاول عبارة عن عملية تحضير وتوصيف بعض الأكاسيد النانونية وهى(الألومينا , الماجنيتيت , الهيماتيت) حيث تستخدم هذه الأكاسيد كممتز لمعدنى الكروم والنحاس .وتتم عملية التوصيف باستخدم أشعة الحيود السينية(ْXRD) والميكروسكوب الألكترونى (TEM) لمعرفةالحجم والبناء الشبكى لهذه الأكاسيد.
ويهتم الجزء الثانى من هذه الرسالة بدراسة العوامل المختلفة الموثرة على كفاءة هذه الاكاسيد كممتز لمعدنى الكروم والنحاس ومن هذه العوامل
الوقت المستغرق فى عملية الإمتزاز .
وزن الممتز ,
التركيزالأولى للمادة الممتزه.
الأس الهيدروجينى للمحلول الذى يتم فيه عملية الأمتزاز.
الألية والمعدل الزمنى لعملية الإمتزاز.
بعد دراسة العوامل المختلفة والمؤثرة على كفاءة عملية الإمتزاز تستخلص هذه الدراسة الظروف المثالي للاكاسيد النانونية(الألومينا, الهيماتيت,الماجنيتيت) كممتزإقتصادى(منخفض التكلفة) وعالى الكفاءة لمعدنى الكروم والنحاس
يتشكل الهيكل الرئيسى لهذه الرسالة من أربع فصول
نبذه مختصرة
الجزء العملى
النتائج والشرح
الإستنتاجات
الفصل الأول : النبذه المختصرة
وفيها نتحدث عن أهمية المياه النظيفة للإنسان وكيفية تلوث المياة بالمعادن الثقيلة الضارة عن طريق مياه الصرف الصناعى .ثم ننتقل للحديث عن المعادن الثقيلة بشكل عام وأضرارها على صحة الإنسان.ثم نلقى الضوء على المعدنين محل الدراسة النحاس والكروم بالحديث عن أستخداماتهم وخواصهم الكيميائية وأثارهم الضارة على صحة الإنسان.
وتحملنا النبذه المختصرة للعمود الفقرى لهذه الدراسة بالحديث عن الطرق المختلفة المستخدمة فى عملية الفصل والتخلص من المعادن الثقيلة الضارة مثل عملية التبادل الأيونى و عملية الإستخلاص بالمذيبات.وكيف أن إستخدام الأكاسيد النانونية فى عملية الإمتزاز يجعل من عملية فصل المعادن بطريقة الإمتزاز عملية عالية الكفاءة وذات تكلفة إقتصادية منخفضة
ثم يأتى الحديث عن الأكاسيد النانونية والطرق المختلفة لتحضيرها كنقطة مفصلية فى هذه الرسالة.
اخيرا نشرح بشكل مختصر عملية الإمتزاز والنماذج المختلفة المستخدمة لشرح ألية والمعدل الزمنى لعملية الإمتزاز مثل نموذج فريندليش ونموذج لانجمير
الفصل الثانى : الجزء العملى
فى هذا الجزء يتم تحضير الأكاسيد النانونية (الألومينا , الهيماتيت , الماجنيتيت) بثلاث طرق مختلفة على الترتيب (sol-gel, acid forced hydrolysis , reverse chemical precipitation)
.وتتم عملية التوصيف بإستخدام أشعة الحيود السينية (XRD) والميكروسكوب الإلكترونى(TEM)
فى المرحلة الثانية فى هذا الجزء يتم دراسة العوامل المؤثرة على كفاءة عملية الإمتزاز بين الاكاسيد النانونية ومعدنى الكروم والنحاس وألية والمعدل الزمنى لعملية الإمتزاز ويستخدم فى عملية التحليل الكيميائى
a UV‐VIS spectrophotometer (shimadzu UV-1601))
الفصل الثالث: النتائج والشرح
بدراسة العوامل المختلفة والمؤثرة على عملية الإمتزاز بين الأكاسيد النانونية (الالومينا,الهيماتيت,الماجنيتيت)ومعدنى النحاس والكروم تبين الاتى:-
كلما زاد الوقت المستغرق فى وجود الممتز والماده الممتزه فى نفس الوسط ,زادت كمية المادة الممتزه على سطح الممتز حتى تصل للإتزان فى وقت مدته كالتالى
(10 دقائق فى حالة الهيماتيت كممتز والكروم كمادة ممتزه)
(30 دقيقة فى حالة الألومينا كممتز والكروم كماده ممتزه)
(60 دقيقة فى حالة الماجنيتيت كممتز والكروم كماده ممتزه)
(30 دقيقة فى حالة (الالومينا والهيماتيت والماجنيتيت) كممتز والنحاس كمادة ممتزه)
كلما زادت كمية الممتز زادت كمية المادة الممتزه على سطح الممتز حتى تصل للإتزان عند كمية محددة للممتز وهى كالاتى
2.5 جم/لتر فى حالة (الالومينا كممتز والكروم كماده ممتزه)
4 جم/لتر فى حالة (الهيماتيت كممتز والكروم كمادة ممتزه)
4 جم /لتر فى حالة (الماجنيتيت كممتز والكروم كمادة ممتزه)
0.5 جم /لتر فى حالة (الألومينا والهيماتيت والمجانيتيت كممتز والنحاس كمادة ممتزه)
ويرجع السبب لذلك إلى انه بزيادة كمية الممتز تزيد معها المواقع النشطه التى تمتز المواد الممتزه على سطحها فتزيد كمية المواد الممتزه
الأس الهيدروجينى للمحلول يعتبر من أهم العوامل المؤثرة على عملية الإمتزاز بشكل عام حيث تتعادل سطوح الأكاسيد النانونية كهربيا عندما يكون الأس الهيدروجينى للمحلول كالاتى
(5.8 فى حالة الألومينا), (6.2 فى حالة الهيماتيت) ,(8.1 فى حالة الماجنيتيت)
عندما يكون الاس الهيدروجينى للمحلول أقل من الأس الهيدروجينى الذى يتعادل عنده سطح الممتز كهربيا , يكون سطح الممتز موجب الشحنة ويكون الإمتزاز الانيونى هو المفضل كما هو الحال فى حالة الكروم حيث تقل كمية الكروم الممتز على سطح الاكاسيد النانونية بإرتفاع الأس الهيدروجينى للمحلول وذلك بسبب زيادة تركيز أيون OH– الذى يتنافس مع أيونات الكروم المتواجدة فى صورة CrO4)-2) على الوصول للمواقع النشطه للإمتزاز على سطح الممتز.
على النقيض عندما يكون الاس الهيدروجينى للمحلول اكبر من الاس الهيدروجينى الذى يتعادل عنده سطح الممتز كهربيا, يكون سطح الممتز سالب الشحنه وتتنافر أيونات الكروم المتواجده فى صورة HCrO4) –,(CrO4 )- 2 ) مع سطح الممتز السالب الشحنه ولذلك كلما قل الاس الهيدروجينى للمحلول عن الاس الهيدروجينى الذى يتعادل عنده سطح الممتز كهربيا تزيد كمية الكروم الممتزه على سطح الاكاسيد النانونية (الممتز).
فى حالة النحاس فكما تحدثنا سابقا ان سطح الممتز يكون موجب الشحنه عندما يقل الأس الهيدروجينى للمحلول عن الأس الهيدروجينى الذى يتعادل عنده سطح الممتز كهربيا وتتنافر أيونات النحاس المتواجده فى صورة Cu2+ مع سطح الممتز .وتزيد كمية النحاس الممتز على سطح الاكاسيد النانونية مع زيادة الاس الهيدروجينى للمحلول حيث يكون سطح الممتز سالب الشحنه وتتجاذب معها ايونات النحاس Cu2+ .
وبدراسة التركيز الأولى للكروم والنحاس كأحد العوامل المؤثرة فى عملية الإمتزاز تبين الأتى:
كلما زاد تركيز الكروم والنحاس زادت الكمية الممتزه منهما على سطح الاكاسيد النانونية حتى تصل أقصاها وهى كالتالى
13.4 مجم/جم (فى حالة الالومينا كممتز والكروم كمادة ممتزه)
11 مجم/جم (فى حالة الماجنيتيت كممتز والكروم كمادة ممتزه)
10.2 مجم /جم (فى حالة الهيماتيت كممتز والكروم كمادة ممتزه)
24.6 مجم /جم (فى حالة الهيماتيت كممتز والنحاس كمادة ممتزه)
40 مجم/ جم (فى حالة الماجنيتيت كممتز والنحاس كمادة ممتزه)
32 مجم /جم (فى حالة الألومينا كممتز والنحاس كمادة ممتزه)
من دراسة المعدل الزمنى والألية التى تتم بها عملية الإمتزاز بين (النحاس والكروم ) كمادة ممتزه وبين الأكاسيد النانونيه كممتز تبين الأتى:
أن عميلة الإمتزاز بين (النحاس والكروم) و الاكاسيد النانونية تتبع pseudo second order reaction model
(فى حالة الهيماتيت والماجنيتيت كممتز والكروم كمادة ممتزه) فإن عملية الإمتزاز تتبع نموذج فريندليش
(فى حالة الالومينا كممتز والكروم كمادة ممتزه ) فإن عملية الإمتزاز تتبع نموذج لانجمير
(فى حالة الهيماتيت والألومينا كممتز والنحاس كمادة ممتزه ) فإن عملية الإمتزاز تتبع نموذج فريندليش
(فى حالة الماجنيتيت كممتز والنحاس كمادة ممتزه ) فإن عملية الإمتزاز تتبع نموذج لانجمير
الفصل الرابع الإستنتاجات:
توضح هذه الدراسة أن الأكاسيد النانونية (الألومينا, الهيماتيت,الماجنيتيت) من الممكن أستخدامها كممتز عالى الكفاءة وذات تكلفة إقتصادية منخفضه للتخلص من المعادن الثقيلة الضارة مثل معدنى الكروم والنحاس
.