عنوان الإطروحه
Application of Raw and Modified Jordanian Zeolitic Tuff for the Removal of the Indigo Carmine Dye from Aqueous Solutions
تاريخ مناقشة الاطروحه
2024-07-25
اسم الطالب
غيداء جمعه انيس محفوظ
المشرف
احمد قبلان فهد الشرعه
المشرف المشارك
اعضاء لجنة المناقشة
محمد محمود فارس الحراحشة
عيد السبوع
الكلية
كلية العلوم
القسم
الكيمياء
الملخص بالعربية
الهدف من هذه الدراسة هو تقييم فعالية التوف الزيوليتي الأردني (ZT) والتوف الزيوليتي المعدل في إزالة صبغة النيلي القرمزي (IC) من المحاليل المائية. لذا، مجموعة من الكواشف الكيميائية مثل؛ هيدروكسيد الصوديوم(NaOH) 0.400 مولار، حمض الهيدروكلوريك (HCl) 0.400 مولار، كلوريد الصوديوم(NaCl) 0.400 مولار ،كلوريد الزنك 0.400 (ZnCl2) مولار ، حمض النيتريك (HNO3) 0.400 مولار، حمض النيتريك(HNO3) 16.0 مولار، حمض الستريك(HOC(CO2H)(CH2CO2H)2) 0.400 مولار ومحلول فنتون (Fe2+ + H2O2) 0.400 مولار. وكانت نسبة إزالة صبغة النيلي القرمزي (27.4، 65.8، 38.4. ، 53.4، 79.6، 90.3، 60.0، و 58.9?) على التوالي. درست عملية امتزاز صبغة النيلي القرمزي باستخدام التوف الزيوليتي الخام والتوف الزيوليتي المعدل بحمض النيتريك المركز باستخدام تقنية الدفعة على فترات زمنية مختلفة (5، 15، ،30، 60، 180، 300، 420، 1440، 2880، و4320 دقيقة) ، درجات حرارة مختلفة (298، 308، 318 ، و 328 كلفن) ، جرعة الممتزات (0.0600-0.600 غرام)، وقيم pH مختلفة (2.00-9.00). تم تطبيق البيانات التجريبية على ثلاثة نماذج متساويات الامتزاز (Langmuir، Freundlich، وTemkin) بالإضافة إلى ثلاثة نماذج حركية (زائف من الدرجة الأولى، زائف من الدرجة الثانية، وElovich). تم توصيف التوف الزيوليتي الخام والتوف الزيوليتي المعدل بواسطة التوف الزيوليتي المعدل بحمض النيتريك المركز قبل وبعد امتزاز صبغة النيلي القرمزي باستخدام فلورية الأشعة السينية. تشير النتائج إلى أن التوف الزيوليتي المعدل بحمض النيتريك المركز يظهر أعلى كفاءة إزالة (98%) لصبغة النيلي القرمزي في الظروف المثلى التي تشمل تركيز ابتدائي للصبغة (10.0 ملغ/لتر)، جرعة الممتز (0.500 غرام)، درجة حرارة 328 كلفن ، pH = 2.00، ووقت تماس 320 دقيقة. بينما يمتلك التوف الزيوليتي الخام كفاءة إزالة أقل (44%) لنفس الصبغة تحت نفس الظروف التجريبية، وكان المتغير الوحيد هو وقت التماس الذي كان 1440 دقيقة. بالإضافة إلى ذلك، كانت النتائج التجريبية تتوافق بشكل أفضل مع نموذج متساويات الامتزاز Freundlich، مما يشير إلى أن امتزاز صبغة النيلي القرمزي باستخدام التوف الزيوليتي الخام والتوف الزيوليتي المعدل بحمض النيتريك المركز هو امتزاز فيزيائي يحدث عبر طبقات متعددة ويتبع نموذج حركي من الدرجة الثانية الزائفة. تم حساب المعلمات الحرارية التجريبية، وهي التغير في الطاقة الحرة (G?)، التغير في المحتوى الحراري H)?)، والتغير في العشوائية (S?)، ووُجد أنها تبلغ على التوالي 10.1 كيلوجول/مول، 1.56 كيلوجول/مول، و- 28.6جول/مول?كلفن للتوف الزيوليتي المعدل بواسطة حمض النيتريك المركز عند درجة حرارة 298 كلفن. بالمقابل، ووُجدت هذه القيم الحرارية للتوف الزيوليتي الخام أنها تبلغ 13.3 كيلوجول/مول، 12.9 كيلوجول/مول، و-1.38 جول/مول?كلفن. قيمة G? الإيجابية تشير إلى أن التفاعل غير تلقائي تحت الظروف العادية. قيمة H? الإيجابية تشير إلى أن عملية امتزاز صبغة النيلي القرمزي باستخدام التوف الزيوليتي الخام هي عملية تمتص الحرارة. بالإضافة إلى ذلك، قيمة S? السالبة تشير إلى أن فوضى النظام تنخفض خلال عملية الامتزاز لصبغة النيلي القرمزي. بناءً على قيم طاقة التنشيط (Ea) (Ea 3.25=كيلوجول/مول للتوف الزيوليتي المعدل بواسطة حمض النيتريك المركز وEa = 0.709 كيلوجول/مول للتوف الزيوليتي الخام)، فإن آلية الامتزاز هي امتزاز فيزيائي. بالإضافة إلى ذلك، تم إعادة استخدام كل من التوف الزيوليتي الخام والتوف الزيوليتي المعدل بحمض النيتريك المركز بنجاح أربع مرات، مما أدى إلى الحفاظ على فعاليتهما في إزالة الصبغة
الملخص بالانجليزي
 The aim of this study is to assess the efficacy of Jordanian Zeolite Tuff (ZT) and modified ZT in removing indigo carmine (IC) dye from aqueous solutions. Therefore, a set of chemical reagents such as; 0.400 M NaOH, 0.400 M HCl, 0.400 M NaCl, 0.400 M ZnCl2, 0.400 M HNO3, 16.0 M HNO3, 0.400 M citric acid (HOC(CO2H)(CH2CO2H)2), and Fenton reagent (Fe2+ + H2O2) were used to modify ZT and the ability of the modified ZT for removing IC dye from aqueous solutions were investigated. The removal percentage of IC was (27.4, 65.8, 38.4, 53.4, 79.6, 90.3, 60.0, and 58.9%), respectively. Adsorption of IC dye by ZT and HNO3-ZT was studied using the batch technique at different periods of time (5, 15, 30, 60, 180, 300, 420, 1440, 2880, 4320 min), various temperatures (298, 308, 318, and 328 K), adsorbent dose (0.060-0.600 g), initial IC concentration (10-70 mg L-1), and pH (2.00-9.00). The experimental data were applied to three isotherm models (Langmuir, Freundlich, and Temkin) as well as three kinetic models (pseudo-first?order, pseudo-second?order, and Elovich models). In addition, the characterization of raw ZT and HNO3-ZT before and after IC dye adsorption was achieved using X-ray fluorescence. The results indicate HNO3-ZT shows the highest removal efficiency (98%) of IC dye at optimal conditions of initial IC concentration (10.0 mg L^(-1)), adsorbent dose (0.500 g), temperature of 328 K, pH = 2.00, and 420 min contact time. While raw ZT has a lower removal efficiency of IC removal (44%) under the same experimental conditions, the only variable was the contact time, which was 1440 min. In addition, the experimental results were best fit by the Freundlich isotherm model which indicates that the adsorption of IC dye using ZT and HNO3-ZT is physisorption and occurs via a multi-layered and followed pseudo-second-order kinetic model. The experimental thermodynamic parameters, namely change in Gibbs free energy (?G), change in enthalpy (?H), and change in entropy (?S), were computed and found to be 10.1 KJ mol-1, 1.56 KJ mol-1, and -28.6 J mol-1 K, respectively, for HNO3-ZT. Thermodynamic values for ZT were found to be 13.3 KJ mol-1, 12.9 KJ mol-1 and -1.38 J mol-1 K respectively. A positive ?G shows that the reaction is not spontaneous under normal circumstances. A positive ?H indicates that the adsorption of IC using ZT is an endothermic process. Furthermore, a negative ?S indicates that the disorder of the system diminishes throughout the adsorption process of IC. Based on the activation energy (Ea) values ( Ea = 3.25 KJ mol-1 for HNO3-ZT, and Ea = 0.709 KJ mol-1 for ZT), the adsorption mechanism is physisorption. Additionally, both the ZT and HNO3-ZT were successfully reused four times, maintaining their effectiveness in dye removal
رقم ISN
9159
للحصول على الرسالة كملف يرجى تزويد المكتبة برقم ISN