تمت مناقشة رسالة الماجستير للطالبة ( زينب محمد عيسى) في قسم الهندسة الكيمياويه عن البحث الموسوم
“ Electrosorptive Removal of Chromium Ions from Aqueous Solution “
في يوم الخميس الموافق 23-2 – 2023 وبأشراف أ.م. د.رشا حبيب سلمان
وقد تشكلت لجنة المناقشة من السادة:
- أ.د. أحمد فائق حسن جامعة بغداد /كلية الهندسة رئيسا
- أ.م.د. أثير محمد غالب جامعة بغداد /كلية الهندسة عضوا
- م.د. شيماء مهدي صالح جامعة النهرين/كليه الهندسة عضوا
- أ.م. د. رشا حبيب سلمان جامعة بغداد/كليه الهندسة مشرفا
الخلاصة
ركزت هذه الدراسة على استخدام قطب كهربائي نقي من ألياف الكربون أو قطب مركب من ألياف الكربون / MnO2 كقطب كهربائي عامل في عملية الامتزاز الكهربائي لإزالة أيونات الكروم السداسي التكافؤ (Cr (VI)) من محلول مائي. يتم ترسيب ثاني أكسيد المنغنيز كهربائيًا على قطب من ألياف الكربون لإنشاء قطب كاذب سعوي لتحسين أداء الامتزاز الكهربائي. أظهرت نتائج التشخيص لأقطاب (MnO2 / ألياف الكربون) المحضرة أن أفضل الظروف لتحضير هذا القطب كانت عند كثافة تيار منخفضة تبلغ 0.3 مللي أمبير/سم2 و 0.64 مولاري من تركيز H2SO4. لتحليل قطب (MnO2/ألياف الكربون) الذي تم تحضيره في أفضل الظروف: تؤكد نتائج XRD تكون طور γ-MnO2 مع تبلور عالٍ ، تظهرنتائج FESEM تكون جزيئات MnO2 بشكل nanorod ، نتائج AFM تظهر متوسط القطر لجزيئات الـ nanorod (35.11 نانومتر) مع متوسط خشونة يبلغ حوالي 51.3163 نانومتر.
أداء الامتزاز الكهربائي لألياف الكربون النقية وأقطاب (MnO2/ألياف الكربون) لامتزاز أيونات Cr (VI) من المحلول المائي تمت دراسته في درجة حامضية (2-6) ، تركيز كلوريد الصوديوم (0.5-1.5) ، جهد الخلية (3.6-4.6) . أكد تحليل التباين (ANOVA) أن درجة الحامضية لها التأثير الرئيسي على الامتزاز الكهربائي لأيونات Cr (VI) عند استخدام قطب من ألياف الكربون النقي. بينما عند استخدام قطب (MnO2/ألياف الكربون) ، يكون تأثير درجة الحامضية وتركيز كلوريد الصوديوم والجهد الخلوي متقارب.
أدى استخدام قطب (MnO2/ألياف الكربون) المركب في عملية الامتزاز الكهربائي بدلاً من قطب ألياف الكربون النقي إلى تقليل وقت التشغيل من 4 ساعات إلى 3 ساعات ، كما انخفض استهلاك الطاقة من 1.845 كيلو واط/متر3 إلى 1.5375 كيلو واط/ متر3 عند كفاءة ازالة تساوي 99.99% . يُعزى هذا التحسين في العملية إلى شكل ال nanorod لجزيئات MnO2 التي تتمتع بسعة عالية نتيجة لمساحة سطحها الكبيرة وتزويدها بمسامية كافية لتغلغل المحلول .
عند استخدام قطب من ألياف الكربون النقي ، تم تحديد الظروف المثلى لإزالة أيونات Cr(VI) عندما درجة الحامضية 2 ، والجهد الخلوي 4.3 فولت ، وتركيز كلوريد الصوديوم 1.4 جم/لتر. بينما في حالة استخدام القطب المركب (MnO2/ألياف الكربون) ، كانت الظروف المثلى عند درجة الحامضية 2 ، والجهد الخلوي 4.6 فولت ، وتركيز كلوريد الصوديوم 1.5 جم/ لتر. عند ظروف التشغيل المثلى لإزالة أيونات Cr(VI) ، فأن امتزاز أيونات Cr (VI) على سطح القطبين ( ألياف الكربون و(MnO2 / ألياف الكربون)) تتطابق بشكل جيد مع معادلة Langmuir والنموذج من الدرجة الثانية.
عند تركيز 600 جزء في المليون من أيونات الكروم سداسي التكافؤ ، كانت أقصى سعة امتصاص تم تحقيقها 314.7624 مجم/ جم ، و 278.7845 مجم/ جم لقطب ألياف الكربون و(MnO2 / ألياف الكربون) على التوالي.
