Page 13 - תקצירי תזות הנדסה ירוקה 2025
P. 13
חוברת תקצירים | מחזור ה׳ תשפ״ד
תמיסות המכילות מתכות כבדות :+Ru3+, Rh3+, Cu2+, Fe3, ונמצא שהן ככל הנראה נקשרות לקבוצות ההידרוקסיל הנמצאות על גבי הפוליסכרידים.
בשלב הבא נבחנה השפעת ריכוז יוני המתכת על ניצולת הספיחה. נמצא שהגדלת ריכוז יוני ה-+Ce3, מקטינה את ניצולת הספיחה. במקרה של יוני המתכות הכבדות האחרות לא הייתה מגמה אחידה בקשר בין ניצולת הספיחה לריכוז היון בתמיסה. לאחר מכן נבחנה השפעת ה-pH של התמיסה המכילה את יוני המתכת על ניצולת הספיחה. נמצא כי עבור יוני ה-+Ce3 בספיחה עם הפוליסכריד I, ניצולת הספיחה עולה עם עליית ה-pH. אולם עבור הפוליסכרידים K ו-A לא התקבל שינוי משמעותי בערכי ה-pH שנבחנו. עבור יוני המתכות הכבדות לא התקבלה מגמה ברורה. ניסויי קינטיקה הראו כי המודל הקינטי המתאים לספיחה של כלל המתכות שנבחנו הינו מודל מסדר פסאודו שני. כלומר הספיחה מושפעת בעיקר מספיחה כימית
של קטיוני המתכת לקבוצות הפונקציונליות על גבי הפוליסכרידים.
כדי לבחון אם הספיחה סלקטיבית, נבחנה ספיחה של מתכות מקבוצת הלנתנידים (+Ce3 ו-+Eu3) עם מתכות כבדות נוספות (+Cu2+, Fe3+, Ru3+, Rh3) עם הפוליסכרידים השונים. נמצא כי בתמיסות של יוני מתכות המעבר (+Ru3 וה-+Rh3) עם כל אחד מיוני הלנתנידים, אין שוני בין ניצולות הספיחה של הלנתנידים. לעומת זאת, עבור מתכות המעבר התקבלו הבדלים שנובעים כתוצאה מחוזק האינטראקציה בין החומר
הסופח לבין קטיוני המתכת.
נוכחות של מתכות קלות: Ca2+, Mg2+, K+, Na+ בתמיסה עם המתכות הכבדות, ביחסים מולריים שונים, גרמו לירידה בניצולת הספיחה עם העלייה בריכוז יוני המתכות הקלות.
כדי להפוך את תהליך הטיפול בשפכים לחסכוני וידידותי יותר לסביבה, נבחנה האפשרות להסרת יוני המתכות: +Ce3+, Eu3+, Rh3+, Ru3 מההידרוג'לים לאחר ספיחה בעזרת תמיסות שונות. התוצאות הראו כי עבור הסרת לנתנידים, תמיסות המכילות מלחים יעילות יותר מתמיסות המכילות את החומצות המתאימות להם. עבור המתכות +Rh3 ו-+Ru3 לא התקבלה מגמה עקבית. במטרה ללמוד על השינויים המתרחשים בחומר הסופח בעקבות תהליך הספיחה, בוצעו אנליזות TGA ו-FTIR, לפני ואחרי הספיחה של המתכות השונות: +Ce3+, Fe3+, Rh3+, Ru3, עם הפוליסכרידים I ו-A. באנליזת TGA התקבל שתהליך הספיחה משפיע על היציבות התרמית של הפוליסכריד. תופעה זו מאששת את ההשערה שתהליך הספיחה מתבצע על ידי מנגנון של חילוף קטיונים. עבור אנליזת FTIR נמצא כי בספקטרום של איוטה עם יוני +Eu3+, Ce3 התקבלה הסטה בפיק אופייני של קבוצת אסטר סולפט, ובספקטרום של A ניתן לזהות את האינטראקציות
בין המתכות לבין קבוצת קרבוקסיל. האנליזות מאששות את ההשערה שמדובר בתהליך ספיחה כימית. מילות מפתח: הידרוג'ל, לנתנידים, מתכות כבדות, ספיחה, פוליסכריד.
13
