أمتزاز الميثيلين الأزرق على أوراق القبَار اليمني (CAPPARIS SPINOSA): دراسات نمذجة حركية، وتماثل حراري (ايزوثرمي)، وديناميكية حرارية لمعالجة الصبغة المستدامة

الملخص

يشكل تصريف التدفقات السائلة الملوثة بالأصباغ الناتجة عن الأنشطة الصناعية تهديداً خطيراً للبيئات المائية نظراً لسميتها، وثباتها، وتأثيرها الجمالي السلبي. في هذه الدراسة، تم تقييم أوراق القبَار المجففة (CPL) كممتز حيوي منخفض التكلفة وصديق للبيئة لإزالة صبغة الميثيلين الأزرق (MB) من المحاليل المائية. أُجريت تجارب الامتزاز بنظام الدفعات لاستقصاء تأثيرات كل من زمن التلامس، جرعة المادة المازة، والتركيز الأولي للصبغة، والرقم الهيدروجيني للمحلول، ودرجة الحرارة. كما تم تحديد المجموعات الوظيفية السطحية لأوراق القبَار باستخدام مطيافية الأشعة تحت الحمراء بتحويل فورييه. (FTIR) وتم تحليل توازن الامتزاز، والسلوك الحركي، و الديناميكية الحرارية باستخدام نماذج "لانجموير" و"فرويندليش" التماثل الحراري(الايزوثرمي)، ونماذج الحركية من الرتبة الأولى الكاذبة والرتبة الثانية الكاذبة، والمعاملات الديناميكية الحرارية: التغير في الطاقة (ΔG°) ، والتغير في الانثالبي (ΔH°) ، والتغير في الانتروبي (ΔS°) على التوالي. وقد خلصت الدراسة إلى النتائج التالية: تم تحديد عملية الامتزاز عند الرقم الهيدروجيني 8 مع ملاحظة أعلى كفاءة إزالة عند الرقم الهيدروجين .12 وحقق زمن التلامس لمدة 40 دقيقة بمعدل إزالة %91.58، وبسعة امتزاز بلغت 1.99 مجم/جم. وقد تم تسجيل أعلى سعة امتزاز بواقع 12.469 مجم/جم عند تركيز صبغة 20 جم/لتر، وجرعة 0.5 جم، وبكفاءة إزالة مثالية وصلت إلى .99.95% أظهرت بيانات التوازن أفضل مطابقة لنموذج "لانجموير"(R²=0.9997) من نموذج فرويندليش (R²=0.894) والتي اثبتت ان عملية الامتزاز تم على طبقة احادية ذات سطح متجانس ومعامل الفصل (R_L) 0.4332 والذي اثبت بأن امتزاز الميثيلين الأزرق على أوراق القبار عملية مناسبة ، بينما اتبعت البيانات الحركية نموذج الرتبة الثانية الكاذبة(R²= 0.9995) من نموذج الرتبة الاولى الكاذبة (R²=0.9296) وقد اقتربت قيمة q_e,cal المحسوبة (2.07 mg/g) مع قيمة(1.99 mg/g) q_e,exp . حيث أكد التحليل الديناميكي للتغير في الانتروبي (ΔH°) 80.041kJ/mol أن امتزاز الميثيلين الأزرق على أوراق القبارهو عملية ماصة للحرارة، والتغير في الطاقة (ΔG°) (6.687, -9.597, -12.508, and -15.418kJ/mol-) بتلقائية عملية الامتزاز. تُثبت هذه النتائج أن أوراق القبَار هي ممتز مستدام وواعد لمعالجة مياه الصرف الصحي الملوثة بالأصباغ.