APPLICATION OF RAW AND MODIFIED CARBON NANOTUBES FOR ADSORPTION OF BTX COMPOUNDS FROM WATER

Abstract

تم استخدام الأنابيب الكربونية المتناهية الصغر الخام والمطعمة بأكاسيد الحديد والزنك والالومنيوم لازالة مركبات البنزين والتولوين والزيلين من مياه الصرف الصناعية. تمت معاينة المواد الممتزة المصنعة باستخدام عدة تقنيات مثل قياس مدى قابليتها لامتزاز النيتروجين والمسح المجهري الالكتروني والتحليل الوزني الحراري والتحليل الطيفي لأشعة اكس وتحليل حيود الأشعة السينية.أظهرت نتائج امتزاز النيتروجين أن جميع المواد الممتزة المصنعة تتبع سلوك النموذج الرابع. كما أظهرت نتائج تحليل مساحة السطح وجود زيادة ملحوظة على أسطح كل الأنابيب الكربونية المطعمة. أثبتت نتائج المسح المجهري الالكتروني والتحليل الطيفي لأشعة اكس أن هناك توزيع متساو لجزيئات أكاسيد المعادن على سطح الأنابيب الكربونية. من ناحية أخرى، أكدت نتائج التحليل الوزني الحراري وجود استقرار حراري لجميع عينات المواد الممتزة حتى درجة حرارة 450 درجة مئوية. تمت التجارب على عينات مختلفة تم تحضيرها باستخدام مياه صرف مصنعة لدراسة إزالة مركبات البنزين والتولوين والزيلين. لوحظ من النتائج أن هناك تأثير كبير لمدة التلامس وجرعة المادة الممتزة والتركيز المبدئي للملوثات على كفاءة عملية الامتزاز وسعتها. من خلال مقارنة كفاءة عملية إزالة البنزين باستخدام الأنابيب الكربونية الخام والمطعمة بأكاسيد المعادن تحت نفس الظروف تبين أن أعلى نسبة إزالة كانت 71% باستخدام الأنابيب الكربونية المطعمة بأكسيد الالومنيوم بينما كانت اقل نسبة عند استخدام الأنابيب الكربونية الخام. من ناحية أخرى، كانت نسبة إزالة التولوين 66% باستخدام الأنابيب الكربونية الخام والمطعمة على حد سواء عند توفر نفس الظروف. أما فيما يتعلق بالزيلين فقد بلغت أعلى نسبة إزالة 89% وذلك عند استخدام الأنابيب الكربونية الخام والمطعمة بأكسيد الألومنيوم. تم استخدام النموذج الشبيه بالدرجة الأولى والنموذج الشبيه بالدرجة الثانية ونموذج الانتشار الجزيئي الداخلي لنمذجة بيانات الامتزاز الحركي وقد أظهرت النتائج أن النموذج الشبيه بالدرجة الأولى كان هو أفضل نموذج في حالة امتزاز البنزين وقد تراوحت قيم ثوابت النموذج بين 0,005 و 0,007 في الدقيقة بينما تراوحت قيم التوازن لسعة الامتزاز بين 1,6 و 2,4 ملجم/ جم. من ناحية أخرى كان النموذج الشبيه بالدرجة الثانية هو الأفضل لوصف عملية الامتزاز للتولوين والزيلين. في حالة امتزاز التولوين، تراوحت قيم الثوابت بين 70 الى 2200 ميكروجرام/ (مليجرام.دقيقة) بينما تراوحت قيم التوازن لسعة الامتزاز بين 40 إلى 110 ملجم/جم .وأخيرا في حالة امتزاز الزيلين تراوحت قيم الثوابت بين 278 إلى 477 ميكروجرام/ (ملجم.دقيقة) في حين تراوحت قيم التوازن لسعة الامتزاز بين 86 إلى 91 ملجم/جم. تم استخدام ثلاث نماذج لدراسة مدى ملائمتها لتمثيل النتائج التي تم الحصول عليها وهي نموذج لانجميور ونموذج فريندلخ وأخيرا نموذج دبنن _ ريندنكوفيتش (D-R). بينت النتائج أن نموذج لانجميور كان الأنسب لتمثيل نتائج البنزين وقد تراوحت قيم ثوابت النموذج ما بين 0,5 الى 3000 ميكروليتر/مليجرام فيما تراوحت قيم التوازن لسعة الامتزاز ما بين 517 إلى 1215 مليجرام/جرام. كما بينت النتائج ان نموذج فريندلخ كان هو الأنسب لتمثيل نتائج التولوين والزيلين. تراوحت قيم ثوابت نموذج فريندلخ ما بين 6 الى 14500 ميكروليتر/مليجرام وقيم معامل عدم التجانس ما بين 0,24 الى 0,48 في حالة إمتزاز التولوين. من ناحية اخرى، تراوحت قيم ثوابت نموذج فريدنلخ في حالة امتزاز الزيلين ما بين 1 إلى 1,4 ليتر/مليجرام بينما تراوحت قيم معامل عدم التجانس بين 0,9 الى 0,98.