قدرة تيسير المياه باستخدام α -فوسفات الزركونيوم البلوري

رجب عيسى (1) , رويدة غولة
(1) قسم الكيمياء، كلية التربية طرابلس، جامعة طرابلس، طرابلس, ليبيا

الملخص

يتناول هذا البحث موضوع تيسير ومعالجة مياه الشرب بطريقة بسيطة وجديدة تعتمد على استخدام مادة تبادل أيوني غير عضوية سهل التحضير (ألفا-فوسفات الزركونيوم). على حد علمنا، هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها استخدام فوسفات الزركونيوم لإزالة العسرة و/أو القاعدية من الماء، إلا أنه تم استخدامه لإزالة بعض المعادن الثقيلة. وأظهر البحث أن نسبة إزالة العسرة آخذت في التناقص، في حين زادت السعة التبادلية مع زيادة تركيز الأيونات الأولية. من خلال تطبيق كتلة المادة المازة من 10 إلى 60 غم/لتر، تم زيادة نسبة إزالة الادمصاص لكل من العسرة والقلوية. أظهرت تجربة زمن التلامس عدم وجود تأثير كبير على نسبة الإزالة، في حين كانت قدرة التبادل أعلى بحوالي 3.3 مرة للعسرة من قدرة القاعدية. تم تطبيق نموذج لانجموير المتساوي الحرارة وأظهر ملاءمة جيدة لكل من العسرة والقاعدية R²= 0.9966 و0.9950R2= على التوالي. أظهر نموذج تساوي درجة حرارة فروندليش امتزازًا فيزيائيًا وفقًا لعامل عدم التجانس nF الذي كان 3.08 للعسرة و20.29 للقاعدية. يُظهر نموذج تيمكين متساوي الحرارة توافقًا جيدًا مع البيانات التجريبية، حيث كانت R²=0.9259 للعسرة و0.9694 للقاعدية.  وُجِد أن حرارة الادمصاص، B، تبلغ 9 كيلوجول/مول للعسرة، مما يؤكد الادمصاص الفيزيائي، و444 كيلوجول/مول للقلوية، مما يشير إلى عملية الامتزاز الكيميائي. تم تطبيق الرتبة الأولى الكاذب والدرجة الثانية ووجد أنها تتناسب بشكل جيد مع البيانات التجريبية R ² = 0.9635 و0.9999 للعسرة و0.9195 و0.9066 للقاعدية للدرجتين الأولى والثانية على التوالي.

النص الكامل

تم إنشاؤه من ملف XML

المراجع

[1] Joshi A., Hande S., Chorghade V., Devale P., and Gargade P., Determination and Removal of Hardness of Water, International Journal of Novel Research and Development, Volume 8, Issue 10 October 2023 pp 224-229, ISSN: 2456-4184.

[2] Cheremisinoff, N. P., Handbook of water and wastewater treatment technology, 2002 by Butterworth-Heinemann, ISBN: 0-7506-7498-9.

[3] Clearfield A, Oskarsson A, Oskarsson C. On the mechanism of ion exchange in crystalline zirconium phosphates. VI. The effect of crystallinity of the exchanger on Na+/H+ exchange. Ion Exch Membr. 1972 Dec;1(2):91-107. PMID: 4680660.

[4] Cheng Y. Chuah G. K. The synthesis and applications of α-zirconium phosphate, Chin. Chem. Lett. (2019), https://doi.org/10.1016/j.cclet.2019.04.063.

[5] Pica M. Treatment of Wastewaters with Zirconium Phosphate Based Materials: A Review on Efficient Systems for the Removal of Heavy Metal and Dye Water Pollutants. Molecules. 2021 Apr 20;26(8):2392. doi: 10.3390/molecules26082392. PMID: 33924121; PMCID: PMC8074336.

[6] Pan BC, Zhang QR, Zhang WM, Pan BJ, Du W, Lv L, Zhang QJ, Xu ZW, Zhang QX. Highly effective removal of heavy metals by polymer-based zirconium phosphate: a case study of lead ion. J Colloid Interface Sci. 2007 Jun 1;310(1):99-105. doi: 10.1016/j.jcis.2007.01.064. Epub 2007 Mar 2. PMID: 17336317.

[7] Zhang QR, Du W, Pan BC, Pan BJ, Zhang WM, Zhang QJ, Xu ZW, Zhang QX. A comparative study on Pb²⁺, Zn²⁺, and Cd²⁺ sorption onto zirconium phosphate supported by a cation exchanger. J Hazard Mater. 2008 Apr 1;152(2):469-75. doi: 10.1016/j.jhazmat.2007.07.012. Epub 2007 Jul 10. PMID: 17706343.

[8] Cheng, Yu; Dong (Tony) Wang, Xiao; Jaenicke, Stephan; Chuah, Gaik-Khuan. (2018). Mechanochemistry-Based Synthesis of Highly Crystalline γ-Zirconium Phosphate for Selective Ion Exchange. Inorganic Chemistry, (), acs.inorgchem.7b03202–.doi:10.1021/acs.inorgchem.7b03202.

[9] Krog Andersen K., A. M.; Norby A. M., P.; Hanson, J. C.; Vogt, TPreparation and Characterization of a New 3-Dimensional Zirconium Hydrogen Phosphate, τ-Zr(HPO4)2. Determination of the Complete Crystal Structure Combining Synchrotron X-Ray Single-Crystal Diffraction and Neutron Powder Diffraction. Inorg. Chem. 1998, 37, 876−881.

[10] Qureshi M. and Varshney K. G., Inorganic ion exchangers in chemical analysis, CRC Press, Inc., 2000 Corporate Blvd., N.W., Boca Raton, Florida 33431.

[11] Horsley S. E., and Nowell D. V. (1973) The Preparation and Characterisation of Crystalline α-Zirconium Phosphate, J. appl. Chem. Biotechnol.,23,215-224.

[12] APHA, (American Public Health Association) (2017). Standard methods for the examination of waters and wastewaters. APHAAWWA- WEF, Washington, DC.

[13] Brown E., Skougstad M. W., and Fishman M. J., Methods for collection and analysis of water samples for dissolved minerals and gases, (1970) United States Government Printing Office, Washington.

[14] Han, L., Chen, Q., Chen, H., Yu, S., Xiao, L., & Ye, Z. (2018). Synthesis and Performance of Functionalized α-Zirconium Phosphate Modified with Octadecyl Isocyanate. Journal of Nanomaterials, 2018, 1–9. doi:10.1155/2018/5873871.

[15] Shuai M., Mejia A. F., Chang YW., and Cheng Z. (2013) Hydrothermal synthesis of layered α-zirconium phosphate disks: control of aspect ratio and polydispersity for nano-architecture, CrystEngComm, 2013, 15, 1970–1977, DOI: 10.1039/c2ce26402a.

[16] Langmuir I., (1916). The constitution and fundamental properties of solids and liquids. Part I. Solids, Journal of the American Chemical Society, vol. 38, no. 11, pp. 2221–2295.

[17] Cheruiyota G. K., Wanyonyia W. C., Joycea K. J., and Maina E. N. (2019) Adsorption of Toxic Crystal Violet Dye Using Coffee Husks: Equilibrium, Kinetics and Thermodynamics Study, Scientific African, https://doi.org/10.1016/j.sciaf.2019.e00116.

[18] Weber, T. W., and Chakravorti, R. K., (1974) Pore and solid diffusion models for fixed-bed adsorbers, AICHE Journal, vol. 20, no. 2, pp. 228–238.

[19] Alkherraz A. M., Elsherif K. M., Madiry A. H. (2025) Kinetic Isotherm and Thermodynamic Modelling of Methylene Blue Adsorption Using Green Tea-Based Biosorbents, The Libyan Journal of Science, University of Tripoli Vol. 28, No. 01.

[20] Pathania D., Sharma S., Singh P. (2017) Removal of methylene blue by adsorption onto activated carbon developed from Ficus carica bast, Arabian Journal of Chemistry 10, S1445–S1451.

[21] Malik P. K., (2003) Use of activated carbons prepared from sawdust and rice-husk for adsorption of acid dyes: a case study of Acid Yellow 36, Dyes and Pigments 56, 239–249.

[22] Sulthana R., Taqui S. N., Syed U. T., Khan T. M.Y., Abdul Khadar S. D., Mokashi I., Shahapurkar K., Kalam M. A., Murthy H. C. A., and Syed A. A. (2022) Adsorption of Crystal Violet Dye from Aqueous Solution using Industrial Pepper Seed Spent: Equilibrium, Thermodynamic, and Kinetic Studies, Hindawi, Adsorption Science & Technology, Volume 2022, Article ID 9009214, 20 pages https://doi.org/10.1155/2022/9009214.

المؤلفون

رجب عيسى
[email protected] (اتصال رئيسي)
رويدة غولة
عيسى ر., & غولة ر. (2026). قدرة تيسير المياه باستخدام α -فوسفات الزركونيوم البلوري. مجلة العلوم البحتة والتطبيقية , 25(1), 163-169. https://doi.org/10.51984/mazsq207
تنزيل الاقتباسات
Endnote/Zotero/Mendeley (RIS) BibTeX

تفاصيل المادة

كيفية الاقتباس

عيسى ر., & غولة ر. (2026). قدرة تيسير المياه باستخدام α -فوسفات الزركونيوم البلوري. مجلة العلوم البحتة والتطبيقية , 25(1), 163-169. https://doi.org/10.51984/mazsq207

المؤلفات المشابهة

يمكنك أيضاً إبدأ بحثاً متقدماً عن المشابهات لهذا المؤلَّف.

الأعمال الأكثر قراءة لنفس المؤلف/المؤلفين