تحضير وتوصيف المركبات ودراسة مقارنة فعاليتها في إزالة الملوث أزرق الميثيلين من المياه

Abstract

تناولت هذه الدراسة موضوعاً بيئياً حيوياً تمثل في تحضير وتوصيف سلسلة من الأوكسالات المعدنية (Fe, Zn, Cu) لاستخدامها كمواد ممتزة فعالة في معالجة المياه من الملوثات العضوية، وبالتحديد صبغة أزرق الميثيلين (Methylene Blue). فمن خلال الجانب التجريبي، اعتُمدت تقنية الترسيب الكيميائي ضمن منهجية "الكيمياء اللينة" لاصطناع المركبات، حيث أثبتت نتائج التوصيف الهيكلي والبنيوي باستخدام تقنيات FTIR وDRX وXRF نجاح عملية التحضير والحصول على أوكسالات متميهة ذات نقاوة عالية، كما كشف الفحص المجهري BEM/EDX عن تباين واضح في مورفولوجيا السطح، لاسيما في أوكسالات الحديد التي تميزت ببنية مسامية وخشنة وفرت مواقع نشطة متميزة لعملية الامتزاز. وقد بينت نتائج دراسة كفاءة الإزالة أن طبيعة المعدن المركزي تؤثر بشكل جوهري على سعة الامتزاز، حيث سجلت أوكسالات الحديد أعلى كفاءة إزالة، تلتها أوكسالات الزنك ثم النحاس؛ وبإسقاط النتائج على النماذج الرياضية، اتضح أن العملية تتبع نموذج "لانغموير" في حالة الحديد، مما يشير إلى تشكل طبقة أحادية متجانسة على السطح، بينما مالت النتائج في حالة الزنك والنحاس نحو نموذج "فرندليش". وتخلص الدراسة في مجموعها إلى أن هذه الأوكسالات المعدنية تمثل مواد واعدة، صديقة للبيئة، ومنخفضة التكلفة، مما يفتح آفاقاً واسعة لاستخدامها في تقنيات معالجة مياه الصرف الصناعي وتثمين الموارد الكيميائية في حماية المنظومة البيئية

This study addresses a vital environmental issue: the preparation and characterization of a series of metal oxalates (Fe, Zn, Cu) for use as effective adsorbents in water treatment to remove organic pollutants, specifically Methylene Blue (MB) dye. In the experimental phase, the chemical precipitation technique within the "Soft Chemistry" methodology was adopted for synthesis. Structural and compositional characterization results using FTIR, DRX, and XRF confirmed the successful preparation and the acquisition of high-purity hydrated oxalates. Furthermore, SEM/EDX microscopy revealed a clear variation in surface morphology, particularly in iron oxalate, which featured a porous and rough structure providing distinct active sites for the adsorption process. The removal efficiency results demonstrated that the nature of the central metal significantly influences adsorption capacity; iron oxalate recorded the highest removal efficiency, followed by zinc and then copper. By applying the results to mathematical models, it was found that the process follows the Langmuir model for iron—indicating the formation of a homogeneous monolayer on the surface—while the results for zinc and copper tilted toward the Freundlich model. Overall, the study concludes that these metal oxalates represent promising, eco-friendly, and low-cost materials, opening broad horizons for their application in industrial wastewater treatment and the valorization of chemical resources for environmental protection.