تصنيع وتوصيف المركبات النانوية ذات القشرة الاساسية‎ ‎‏ ‏Fe3O4@SiO2/P-AM‏ لأمتصاص ‏أيونات النحاس بكفاءة من مياة الصرف الصحي

الملخص

في البحث، تم دمج بولي أكريليت-أكريلاميد (‏P-AM‏) في مركب نانوي من أكسيد الحديد/السيليكا ‏‏(‏Fe3O4‎@SiO2‎‏) لتطوير مادة امتصاص ‏Fe3O4@SiO2/P-AM‏ لامتصاص أيونات النحاس (‏II‏). ‏أولاً، تم تصنيع ‏Fe3O4‎، ثم تمت إضافة ‏SiO2‎، وفي النهاية، تم إنتاج ‏Fe3O4@SiO2/P-AM‏ باستخدام ‏طريقة الترسيب المشترك. وفي الوقت نفسه، فإن قابلية الاستغناء عن مادة بولي أكريليت-أكريلاميد (‏P-‎AM‏) في المرحلة المائية تعزز أداء الامتزاز المتضمن وعملية الامتزاز. تمت دراسة الخصائص ‏الهيكلية والمورفولوجية للبوليمر بعناية باستخدام تقنيات متقدمة مثل ‏XRD‏ وFE-SEM‏ وEDX‏ وTEM‏ ‏وAFM‏ وFTIR‏ وBET‏ لتوصيف مساحة السطح. أن المركب النانوي ‏Fe3O4@SiO2/P-AM‏ أظهر ‏فعالية امتصاص أعلى بكثير من العناصر المكونة له، مما أدى إلى معدل إزالة ملحوظ يبلغ حوالي 89.3 ‏‏% خلال 360 دقيقة. تم فحص عملية الامتزاز بشكل كامل، مع أخذ أربعة عوامل مستقلة في الاعتبار: ‏الفترة الزمنية تتراوح من 5 إلى 360 دقيقة، ودرجة حموضة ‏pH‏ المحلول تتراوح من 3 إلى 12، ‏وجرعة الممتزات تتراوح من 1 إلى 3 جم / لتر، وتركيز النحاس (‏II‏) يتراوح من 25 إلى 125 ‏ملغم/لتر. أفضل المعلمات لإزالة معدن النحاس عن طريق الامتزاز باستخدام ‏Fe3O4@SiO2/P-AM‏ ‏كمادة ممتزة هي الرقم الهيدروجيني 7، وجرعة 3 جم / لتر من المادة المازة، ‏‎,‎والفترة الزمنية  360 ‏دقيقة، وبدء تركيز أيون النحاس (‏II‏) بمقدار 25 مجم / لتر. ، وفقا للنتائج التجريبية. علاوة على ذلك، تم ‏استخدام نموذج ‏Langmuir Isotherm‏ لتحليل وتوصيف عملية الامتزاز، حيث يشير الانحدار (‏R2‎‏) ‏بمقدار 0.99 إلى أفضل تطابق مع بيانات التوازن. وفقا لهذا التعريف، فإن العملية عبارة عن امتزاز ‏أحادي الطبقة على سطح ممتز متجانس مع عدم وجود اتصال بين الجزيئات الممتزة. بالمقارنة مع ‏النماذج الأخرى، يشير التحليل الحركي إلى أن البيانات التجريبية تتطابق بشكل جيد مع نموذج الدرجة ‏الثانية الزائفة (‏R2 = 0.99‎‏). علاوة على ذلك، نظرًا لكونه مغناطيسيًا ومستقرًا، فمن المحتمل جدًا ‏استخدامه في الممارسة العملية.‏