إزالة صبغة أزرق الميثيلين من المحاليل المائية باستخدام جسيمات أكسيد الزنك النانوية
DOI:
https://doi.org/10.65419/albahit.v5i2.139الكلمات المفتاحية:
أزرق الميثيلين، جسيمات أكسيد الزنك النانوية، الامتزاز، المحاليل المائية، نموذج لانغموير، حركية الامتزازالملخص
هدفت هذه الدراسة إلى تقييم كفاءة جسيمات أكسيد الزنك النانوية في إزالة صبغة أزرق الميثيلين من المحاليل المائية باستخدام نظام الامتزاز الدفعي. وتم تحديد تركيز الصبغة المتبقي باستخدام مطيافية الأشعة فوق البنفسجية والمرئية عند طول موجي 664 نانومتر. وأظهر منحنى المعايرة درجة عالية من الخطية، مما أكد موثوقية الطريقة التحليلية ضمن نطاق التراكيز المدروسة.
تمت دراسة تأثير عدد من العوامل التشغيلية المهمة، شملت زمن التلامس، وكمية المادة المازة، والتركيز الابتدائي للصبغة، ودرجة حموضة المحلول. كما تضمنت الدراسة تجارب ضابطة، وتحليل اتزان الامتزاز، والنماذج الحركية، بالإضافة إلى توصيف الجسيمات النانوية.
أظهرت النتائج أن جسيمات أكسيد الزنك النانوية حققت كفاءة إزالة بلغت 90.60% عند تركيز ابتدائي للصبغة مقداره 10 ملغم/لتر، وجرعة من الجسيمات النانوية مقدارها 0.5 غرام/لتر، ودرجة حموضة متعادلة، وزمن تلامس بلغ 120 دقيقة. وعند زيادة الجرعة إلى 1.0 غرام/لتر ارتفعت كفاءة الإزالة إلى 95.20%، في حين بلغت أعلى كفاءة مرتبطة بتغير درجة الحموضة 93.20% في الوسط القاعدي. وأوضحت نتائج اتزان الامتزاز أن نموذج لانجموير كان الأكثر ملاءمة لوصف العملية، مع سعة امتزاز قصوى بلغت 52.72 ملغم/غرام. كما بينت الدراسة أن النموذج الحركي من المرتبة الثانية الكاذبة هو الأكثر قدرة على وصف سلوك الامتزاز. وأكدت نتائج التوصيف البنية البلورية والطبيعة النانوية والخصائص السطحية الملائمة لجسيمات أكسيد الزنك.
وبصفة عامة، تؤكد النتائج أن جسيمات أكسيد الزنك النانوية تمثل مادة مازة فعالة لإزالة صبغة أزرق الميثيلين من المحاليل المائية تحت الظروف التشغيلية المدروسة.
المراجع
Ahmadı, S., & Igwegbe, C. A. (2020). Removal of methylene blue on zinc oxide nanoparticles: Nonlinear and linear adsorption isotherms and kinetics study. Sigma Journal of Engineering and Natural Sciences, 38(1), 289–303. https://izlik.org/JA23MW68PP
Alwash, A. (2025). Impact of calcination temperature on the structural and photocatalytic properties of ZnO synthesized from gum Arabic for methylene blue dye removal. Journal of Hazardous Materials Advances, 17, 100625. https://doi.org/10.1016/j.hazadv.2025.100625
Chemingui, H., Rezma, S., Lafi, R., Alhalili, Z., Missaoui, T., Harbi, I., Smiri, M., & Hafiane, A. (2023). Investigation of methylene blue adsorption from aqueous solution onto ZnO nanoparticles: Equilibrium and Box–Behnken optimisation design. International Journal of Environmental Analytical Chemistry, 103(12), 2716–2741. https://doi.org/10.1080/03067319.2021.1897121
Crini, G. (2006). Non-conventional low-cost adsorbents for dye removal: A review. Bioresource Technology, 97(9), 1061–1085. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2005.05.001
Dunston, A. K., Marimuthu, V., Murugesan, S., & Sivasamy, N. (2025). Effective utilization of green synthesized zinc oxide nanoparticles for sequestering methylene blue dye from pharmaceutical industry. Matéria (Rio de Janeiro), 30, e20240654. https://doi.org/10.1590/1517-7076-RMAT-2024-0654
Freundlich, H. (1906). Über die Adsorption in Lösungen. Zeitschrift für Physikalische Chemie, 57, 385–470.
Ho, Y. S., & McKay, G. (1999). Pseudo-second order model for sorption processes. Process Biochemistry, 34(5), 451–465. https://doi.org/10.1016/S0032-9592(98)00112-5
Khan, I., Saeed, K., Zekker, I., Zhang, B., Hendi, A. H., Ahmad, A., Ahmad, S., Zada, N., Ahmad, H., Shah, L. A., Shah, T., & Khan, I. (2022). Review on methylene blue: Its properties, uses, toxicity and photodegradation. Water, 14(2), 242. https://doi.org/10.3390/w14020242
Langmuir, I. (1918). The adsorption of gases on plane surfaces of glass, mica and platinum. Journal of the American Chemical Society, 40(9), 1361–1403. https://doi.org/10.1021/ja02242a004
Rorissa, G. L., Tesema, E. A., Prasad, D. M. R., Hunde, A. R., Beyena, S. Y., Biru, M. A., Mekonnen, D. T., & Adnualem, T. L. (2025). Removal of methylene blue dye from textile industry wastewater using green synthesized Teff straw assisted ZnO nanoparticle. Scientific Reports, 15, 26230. https://doi.org/10.1038/s41598-025-11746-9
Scherrer, P. (1918). Bestimmung der Größe und der inneren Struktur von Kolloidteilchen mittels Röntgenstrahlen. Nachrichten von der Gesellschaft der Wissenschaften zu Göttingen, Mathematisch-Physikalische Klasse, 1918, 98–100.
Turna, T., Solmaz, A., & Baran, A. (2025). Rapid adsorption of methylene blue by synthesizing zinc oxide nanoparticles from Ocimum basilicum L. waste. International Journal of Environmental Science and Technology, 22, 10049–10066. https://doi.org/10.1007/s13762-025-06492-4
Yagub, M. T., Sen, T. K., Afroze, S., & Ang, H. M. (2014). Dye and its removal from aqueous solution by adsorption: A review. Advances in Colloid and Interface Science, 209, 172–184. https://doi.org/10.1016/j.cis.2014.04.002
