تمت يوم الخميس الموافق 29/12/2016 مناقشة رسالة الدكتوراه الموسومة “تحضير قطب ثنائي أوكسيد المنغنيز لأزالة الفينول من مياه الصرف”
للطالبة رشا حبيب سلمان في قسم الكيمياوية بكلية الهندسة / جامعة بغداد وقد اشرف على
اعداد الرسالة أ.د. عمار صالح عباس (كلية الهندسة/ جامعة بغداد)
و أ.م.د. محمد هليل حافظ (كلية الهندسة/ الجامعة العراقية)
وتألفت لجنة المناقشة من:
أ.د. بسمة عباس عبد المجيد (رئيساً)
أ.م.د. باسم عبيد حسن (عضواً), أ.م.د. سوسن محمد عبد مسلم (عضواً), أ.م.د. كاظم مطر شبيب (عضواً), أ.م.د. خالد وليد حميد (عضواً).
بعد امتحان لجنة المناقشة الطالبة في محتويات الرسالة، قررت اللجنة منح الطالبة شهادة الدكتوراه وبتقدير أمتياز
ملخص بحث الطالبة كالآتي:
في هذه الدراسة تم أنجاز عملية الأكسدة الكهروكيمياوية غير المباشرة لأزالة الفينول و جميع المواد العضوية الناتجة خلال عملية الأزالة من مياه الصرف بأستخدام مفاعل الأسطوانة الدوار المصنع من ثنائي أوكسيد المنغنيز كنوع جديد من المفاعلات الكهروكيمياوية.
أستخدمت عملية الطلاء الأنودي لتحضير قطب ثنائي اوكسيد المنغنيز بأستخدام الكرافيت كركيزة و بأستخدام 90 غم/لتر من حامض الكبريتيك في تحضير المحلول الألكتروليتي .
تم دراسة تأثير أربع عوامل مؤثرة على عملية الطلاء و على تركيب الطبقة المتكونة وهي: تركيز كبريتات المنغنيز (50, 75, 125 غم/لتر), التيار الكهربائي المسلط (6, 9, 12, 15 ملي أمبير/سم2), زمن عملية الطلاء (1, 2, 3 ساعة), و سرعة تدوير قطب الأنود (0, 200, 400 دورة/دقيقة)؛ إذ تمت الدراسة بصورة واسعة.
تم فحص تركيب وخشونة والحجم البلوري لطبقة ثنائي أوكسيد المنغنيز المتكونة بأستخدام تقنيات الاشعة السينية, المسح الذري, و التحليل الذري المجهري. تم الحصول على طور γ لمادة ثنائي أوكسيد المنغنيز كناتج رئيسي, و لقد وجد أن العوامل المدروسة الأربعة لها تأثير كبير على الحجم البلوري وتركيب و خشونة الطبقة المتكونة لثنائي أوكسيد المنغنيز.
وجد ان الحجم البلوري يزداد بزيادة تركيز كبريتات المنغنيز, التيار الكهربائي المسلط, سرعة تدوير قطب الأنود, و بنقصان زمن الطلاء. جميع صور المسح الذري بينت وجود تصدع في الطبقة المتكونة لثنائي أوكسيد المنغنيز كنتيجة حتمية لعملية التجفيف. تم الحصول على خشونة أقل بزيادة تأثير جميع العوامل المدروسة.
الظروف المثلى لعملية الطلاء الأنودي للحصول على أقل حجم بلوري و تصدع و خشونة هي: 50 غم/لتر من كبريتات المنغنيز, 6 ملي أمبير/سم2, 2 ساعة, و 200 دورة/دقيقة.
دراسة كفاءة اداء القطب المحضر تمت بأستخدامه في عملية الأكسدة الكهروكيمياوية للفينول و بوجود ملح كلوريد الصوديوم بتركيز 1 غم/لتر و بتركيز أبتدائي للفينول يساوي 150 ملغم/لتر يكافئ 315 ملغم/لتر من الأوكسجين الكيميائي المطلوب ؛ كذلك أستخدم 0,1 مولاري من حامض الكبريتك في تحضير المحلول الألكتروليتي. القطب المحضر تم أستخدامه كأنود و أما الكاثود فهو عبارة عن أسطوانة مفرغة من الكرافيت.
تم أستخدام طريقة تاكوجي من أجل تصميم التجارب و لأيجاد الظروف المثلى في عملية الأزالة. العوامل التي تم دراستها هي : التيار الكهربائي المسلط, زمن الأزالة, و سرعة تدوير قطب الأنود. تم أستخدام الأوكسجين الكيميائي المطلوب كأستجابة لكل تجربة.
تم أستخدام مصفوفة تنظيمية نوع (24*12) ونسبة تحليلية وتحليل أحصائي لتحديد العوامل المؤثره على العملية ودرجتها .
أشارت النتائج الى ان التيار له التاثير الاكبر في عملية ازالة المواد العضوية ويليه في التأثير الزمن ثم سرعة التدوير وتم الحصول على معادلة رياضية تصف النظام بدقة تصل الى 97,79% , وكانت الظروف المثلى لعملية الأزالة هي تيار = 100 ملي أمبير/سم2, زمن أزالة 5 ساعة, و 200 دورة/دقيقة سرعة تدوير إذ أعطت هذه الظروف نسبة أزالة تساوي 99%.
تأثير التيار على سلوك الأزالة يشير الى أنه تفاعل ذو مرتبة تساوي صفر و أن تفاعل الكلور النشط هو المسيطر على معدل التفاعل وليس معدل أنتقال المادة. دراسة حركية التفاعل و تأثير درجة الحرارة بينت أن الأوكسجين الكيميائي المطلوب ينخفض مع الزمن بزيادة درجة الحرارة وأن مرتبة التفاعل تساوي 1.
تم أقتراح موديل رياضي من أجل فهم العمليات التي تأخذ دورها في عملية الأزالة ولقد تم الحصول على نتائج جيدة جداً.
للطالبة رشا حبيب سلمان في قسم الكيمياوية بكلية الهندسة / جامعة بغداد وقد اشرف على
اعداد الرسالة أ.د. عمار صالح عباس (كلية الهندسة/ جامعة بغداد)
و أ.م.د. محمد هليل حافظ (كلية الهندسة/ الجامعة العراقية)
وتألفت لجنة المناقشة من:
أ.د. بسمة عباس عبد المجيد (رئيساً)
أ.م.د. باسم عبيد حسن (عضواً), أ.م.د. سوسن محمد عبد مسلم (عضواً), أ.م.د. كاظم مطر شبيب (عضواً), أ.م.د. خالد وليد حميد (عضواً).
بعد امتحان لجنة المناقشة الطالبة في محتويات الرسالة، قررت اللجنة منح الطالبة شهادة الدكتوراه وبتقدير أمتياز
ملخص بحث الطالبة كالآتي:
في هذه الدراسة تم أنجاز عملية الأكسدة الكهروكيمياوية غير المباشرة لأزالة الفينول و جميع المواد العضوية الناتجة خلال عملية الأزالة من مياه الصرف بأستخدام مفاعل الأسطوانة الدوار المصنع من ثنائي أوكسيد المنغنيز كنوع جديد من المفاعلات الكهروكيمياوية.
أستخدمت عملية الطلاء الأنودي لتحضير قطب ثنائي اوكسيد المنغنيز بأستخدام الكرافيت كركيزة و بأستخدام 90 غم/لتر من حامض الكبريتيك في تحضير المحلول الألكتروليتي .
تم دراسة تأثير أربع عوامل مؤثرة على عملية الطلاء و على تركيب الطبقة المتكونة وهي: تركيز كبريتات المنغنيز (50, 75, 125 غم/لتر), التيار الكهربائي المسلط (6, 9, 12, 15 ملي أمبير/سم2), زمن عملية الطلاء (1, 2, 3 ساعة), و سرعة تدوير قطب الأنود (0, 200, 400 دورة/دقيقة)؛ إذ تمت الدراسة بصورة واسعة.
تم فحص تركيب وخشونة والحجم البلوري لطبقة ثنائي أوكسيد المنغنيز المتكونة بأستخدام تقنيات الاشعة السينية, المسح الذري, و التحليل الذري المجهري. تم الحصول على طور γ لمادة ثنائي أوكسيد المنغنيز كناتج رئيسي, و لقد وجد أن العوامل المدروسة الأربعة لها تأثير كبير على الحجم البلوري وتركيب و خشونة الطبقة المتكونة لثنائي أوكسيد المنغنيز.
وجد ان الحجم البلوري يزداد بزيادة تركيز كبريتات المنغنيز, التيار الكهربائي المسلط, سرعة تدوير قطب الأنود, و بنقصان زمن الطلاء. جميع صور المسح الذري بينت وجود تصدع في الطبقة المتكونة لثنائي أوكسيد المنغنيز كنتيجة حتمية لعملية التجفيف. تم الحصول على خشونة أقل بزيادة تأثير جميع العوامل المدروسة.
الظروف المثلى لعملية الطلاء الأنودي للحصول على أقل حجم بلوري و تصدع و خشونة هي: 50 غم/لتر من كبريتات المنغنيز, 6 ملي أمبير/سم2, 2 ساعة, و 200 دورة/دقيقة.
دراسة كفاءة اداء القطب المحضر تمت بأستخدامه في عملية الأكسدة الكهروكيمياوية للفينول و بوجود ملح كلوريد الصوديوم بتركيز 1 غم/لتر و بتركيز أبتدائي للفينول يساوي 150 ملغم/لتر يكافئ 315 ملغم/لتر من الأوكسجين الكيميائي المطلوب ؛ كذلك أستخدم 0,1 مولاري من حامض الكبريتك في تحضير المحلول الألكتروليتي. القطب المحضر تم أستخدامه كأنود و أما الكاثود فهو عبارة عن أسطوانة مفرغة من الكرافيت.
تم أستخدام طريقة تاكوجي من أجل تصميم التجارب و لأيجاد الظروف المثلى في عملية الأزالة. العوامل التي تم دراستها هي : التيار الكهربائي المسلط, زمن الأزالة, و سرعة تدوير قطب الأنود. تم أستخدام الأوكسجين الكيميائي المطلوب كأستجابة لكل تجربة.
تم أستخدام مصفوفة تنظيمية نوع (24*12) ونسبة تحليلية وتحليل أحصائي لتحديد العوامل المؤثره على العملية ودرجتها .
أشارت النتائج الى ان التيار له التاثير الاكبر في عملية ازالة المواد العضوية ويليه في التأثير الزمن ثم سرعة التدوير وتم الحصول على معادلة رياضية تصف النظام بدقة تصل الى 97,79% , وكانت الظروف المثلى لعملية الأزالة هي تيار = 100 ملي أمبير/سم2, زمن أزالة 5 ساعة, و 200 دورة/دقيقة سرعة تدوير إذ أعطت هذه الظروف نسبة أزالة تساوي 99%.
تأثير التيار على سلوك الأزالة يشير الى أنه تفاعل ذو مرتبة تساوي صفر و أن تفاعل الكلور النشط هو المسيطر على معدل التفاعل وليس معدل أنتقال المادة. دراسة حركية التفاعل و تأثير درجة الحرارة بينت أن الأوكسجين الكيميائي المطلوب ينخفض مع الزمن بزيادة درجة الحرارة وأن مرتبة التفاعل تساوي 1.
تم أقتراح موديل رياضي من أجل فهم العمليات التي تأخذ دورها في عملية الأزالة ولقد تم الحصول على نتائج جيدة جداً.
