تحضير وتشخيص بعض المواد المحتوية على وظائف لقواعد شيف واستخدامها في إزالة الملوثات العضوية من الماء

Abstract

تم تحضير وتقييم ثلاثة مركبات مبتكرة من قواعد شيف، معتمدين على تحسين الشيتوزان، بهدف دراسة فعاليتها في إزالة الأصباغ من المياه الملوثة. المواد التي تم تصنيعها هي: Cn-Bn-FSH-Fe3O4، CS/Benz/CLS/Fe3O4، وCS-CY/Benz/Fe3O4. حيث تمت دراستها وتوصيفها بشكل شامل من خلال تقنيات متعددة لتحليل الخصائص الفيزيائية والكيميائية، بما في ذلك تحليل مساحة السطح بطريقة بروناور-إميت-تيلر (BET)، حيود الأشعة السينية (XRD)، طيف الأشعة تحت الحمراء بتقنية تحويل فورييه (FTIR)، المجهر الإلكتروني الماسح (SEM)، وتحليل نقطة الصفر للشحنة (pHpzc). تم تحسين تجارب الامتزاز باستخدام برنامج Design-Expert لتحسين الظروف التجريبية وتحليل البيانات بدقة. تم تطبيق مركب Cn-Bn-FSH-Fe3O4 لإزالة صبغة RB19، حيث أظهر كفاءة امتزاز بلغت 97.95% وسعة قدرها mg/g 309.6. في حين أن مركب CS/CLS/Benz/Fe3O4 حقق كفاءة امتزاز قدرها 98.95% وسعة mg/g496.40 لنفس الصبغة. أما المركب الثالث CS-CY/Benz/Fe3O4 فقد أظهر كفاءة امتزاز عالية لصبغة الثيونين (TH)، حيث بلغت 98.32% بقدرة امتصاص قصوى وصلت إلى mg/g 660.86. تمت دراسة البيانات الخاصة بالامتزاز باستخدام النماذج الحركية ومتساوي درجة الحرارة والديناميكا الحرارية للامتزاز. تبرز هذه النتائج الفعالية العالية للمواد المحضرة في إزالة الأصباغ من المحاليل المائية، مما يشير إلى إمكانياتها الكبيرة في تطبيقات معالجة مياه الصرف الصحي. كما تم تحليل تأثير عوامل مثل الرقم الهيدروجيني (pH)، ودرجة الحرارة، ووقت التلامس على كفاءة الامتصاص، مع تحسين الأداء باستخدام النماذج الرياضية. In this thesis, three novel Schiff base compounds were synthesized and evaluated for their effectiveness in removing dyes from polluted water, using chitosan as the base material after being enhanced. The synthesized materials include: Cn-Bn-FSH-Fe3O4, CS/Benz/CLS/Fe3O4, and CS-CY/Benz/Fe3O4. These materials were thoroughly characterized by various techniques to analyze their physical and chemical properties, such as Brunauer-Emmett-Teller (BET) surface area analysis, X-ray diffraction (XRD), Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), scanning electron microscopy (SEM), and point of zero charge (pHpzc) analysis. Adsorption experiments were optimized using Design-Expert software to refine experimental conditions and data interpretation. The compound Cn-Bn-FSH-Fe3O4 was applied to RB19 dye, achieving an adsorption efficiency of 97.95% with a capacity of 309.6 mg/g. The CS/CLS/Benz/Fe3O4 composite showed an adsorption efficiency of 98.95% with a capacity of 496.40 mg/g for the same dye. Remarkably, the CS-CY/Benz/Fe3O4 composite exhibited an adsorption efficiency of 98.32% for thionine (TH) dye, with a maximum adsorption capacity of 660.86 mg/g. Adsorption data were well described by kinetic, isotherm, and thermodynamic models. These findings highlight the high potential of the synthesized materials for effectively removing dyes from aqueous solutions, confirming their applicability in wastewater treatment. The study also explores the influence of factors such as pH, temperature, and contact time on adsorption efficiency, with further optimization using mathematical models.