مناقشة رسالة طالبة الماجستير حنين لطيف خليل من قسم علوم الكيمياء

ناقش قسم علوم الكيمياء في كلية العلوم بجامعة ديالى رسالة طالبة الماجستير حنين لطيف خليل والموسومة تحضير النانو سليلوز من بعض المخلفات الزراعية و الصناعية واستخدامها في بعض التطبيقات الصناعية وذلك في يوم الخميس الموافق 2019/3/7 وعلى قاعة المناقشات الثانية في بناية رقم 4 في الكلية.

أهدفت الدراسة الى تحضير النانو سليلوز من المخلفات الزراعية (قشور الرز) ومخلفات صناعية (بقايا الورق) بدلا من رميها في النفايات وزيادة تلوث البيئة وبالتالي التقليل من تلوث البيئة الى حد ما .

السليلوز هو المركب الكيميائي الذي  يعتبر من المركبات الأكثر شيوعا في الطبيعة ، نظرا لوجودها في العديد من النباتات مثل قشور الأرز وقشور القمح والشعير والكتان والقطن والقش ، الخ ، وكذلك الحيوانات مثل المخلوقات البحرية وبعض البكتيريا ، فهي تحتوي على كمية كبيرة من السليلوز. والنانو سليلوز Nanocellulose هو نوع متجدد ومتطور على نطاق واسع  مصدره من السليلوز. والنانو سليلوز ليس نوعًا واحدًا من المواد ، ولكنه عائلة من المواد ولكنه يتميز بخصائصه المختلفة. ويرجع هذا الاختلاف إلى الاختلاف في المصدر الذي تم الحصول منه على النانو سليلوز و كذلك طريقة التحضير.

تضمنت الدراسة تحضير النانو سليلوز بواسطة التحلل الحامضي باستخدام حامض الكبريتيك بتركيزات مختلفة (15،25،35،45)% للمخلفات الزراعية (قش الأرز) وعند تركيز 50% للمخلفات الصناعية (بقايا الورق) لإذابة المواد الاولية بواسطة حامض الكبريتيك واستخلاص  السليلوز لتحويله الى نانو سليلوز وذلك باستخدام طريقة متجددة ومتقدمة باستخدام جهاز بالموجات فوق الصوتية وفي أوقات زمنية  مختلفة من (30-180) دقيقة.

وقد تم تشخيص ناتج النانو سليلوز المحضر من قشور الرز وبقايا الورق بواسطة عدد من التقنيات والتي هي  المجهر الالكتروني الماسح Scanning Electron Microscope (SEM) , ومجهر القوة الذرية Atomic Force Microscope(AFM), وجهاز حيود الاشعة السينية X-Ray Diffraction (XRD) , ومطياف الاشعة تحت الحمراء Fourier transform Infrared Spectroscopy (FT-IR) وبواسطة هذه الاجهزة تم الكشف عن ناتج  النانو سليلوز (NC) , فقد شخص تركيب السطح بأستخدام  تقنيات (AFM ,SEM). و تم الحصول على نانو سليلوز بأحجام نانوية صغيرة وبأشكال مميزة كما اوضحته القياساتت.

فبينت نتائج مجهر القوة الذرية AFM ان دقة توزيع معدلات اقطار ناتج النانو سليلوز المحضرة من قشور الرز تتراوح من20-50 نانومتر، بينما لناتج النانو سليلوز المحضرة من بقايا الورق يتراوح متوسط القطر من 65-80 نانومتر, و من هذا نستنتج ان ناتج النانو سليلوز المحضر من المخلفات الزراعية  افضل من النانو سليلوز المحضر من المخلفات الصناعية حيث ان الحجم النانوي اصغر وبالتالي تتوفر مساحة سطحية اكبر . ويقدم المجهر الإلكتروني الماسح (SEM) معلومات مهمة فيما يتعلق بمورفولوجيا الجسيمات النانوية للسليلوز وبقوة بكسل ability analytical pixel هي  µm (1,5,10,50). حيث تظهر صور SEM اختلافات في شكل العينة فقد أظهرت وجود مناطق بلورية منتظمة واخرى غير متبلورة وغير منتظمة. وهذا يدل على ان الجسيمات النانوية الناتجة ليست مستقرة بسبب ترسب المجاميع في الجسيمات النانوية ، وقد استخدم حامض الكبريتيك في إذابة وحل المناطق غير المتبلورة.

اما تقنية الاشعة السينية XRD بينت الحجم البلوري لناتج النانو سليلوز الناتج من قشور الرز وبقايا الورق واثبتت هذه التقنية ان النانو سليلوز ذو شكل بلوري ويمتلك درجة بلورة عالية وان الحجم البلوري   D(الذي تم تحديده من معادلة  ديباي- شرر Deby-Sherrer) للنانو سليلوز الناتج من قشور الرز اصغر حجما من الحجم البلوري للنانو سليلوز المحضر من بقايا الورق. وأظهر التحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء نقاوة السليلوز عن طريق إزالة اللجنين Lignocellulose والهيميسليلوز hemicellulose بشكل كامل من العينات , وبعد الحصول على النانو سليلوز من المخلفات الزراعية والصناعية تم اجراء تطبيق صناعي عليه عن طريق امتزاز صبغة الايوسين من المحلول المائي.

في هذا المجال ، تم دراسة تأثير العوامل المؤثرة على الامتزاز (زمن الاتزان ، كمية المادة الممتزة ، التركيز الأبتدائي ، درجة الحرارة ودرجة الحموضة) التي تؤثر على نسبة إزالة صبغة الإيوسين على المادة المازة (NC من قش الأرز و بقايا الورق) ، حيث وجد أن الزمن اللازم للوصول إلى حالة التوازن كان (20) دقيقة لـ NC من قشور الأرز و (30) دقيقة لـ NC من بقايا الورق. بصورة عامة نجد أن النسبة المئوية (R%) لإزالة الصبغة من محلول مائي  مخفف باستخدام النانو السليلوز المحضر من قشور الأرز وبقايا الورق تقل بزيادة كمية المادة الممتزة وهذا يعود الى تشبع السطح الماز بجزيئات الصبغة . في حين أن دراسة امتزاز الصبغة على السطح الماز NC لقشور الرز وبقايا  الورق عند قيم مختلفة من الدالة الحامضية (3،7 و 9) ظهر أن أفضل امتزاز للصبغة على السطحين عند الدالة الحامضية pH 3 .

أما تأثير درجة الحرارة على أمتزاز الصبغة على سطح النانو سليلوز لكلا النوعين فقد أشار ان نسبة الإزالة تقل بزيادة درجة الحرارة . وتبين من خلال عملية  الامتزاز ان النسبة المئوية لإزالة الصبغة من المحلول المائي باستخدام NC المحضر من قشور الرز انه اكثر كفاءة في الازالة من NC المحضر من بقايا الورق .

وتألف لجنة المناقشة من السادة المدرجة أسماؤهم في أدناه:

أ. د. أحلام محمد فرحان / جامعة بغداد / كلية العلوم للبنات … رئيساً

أ. د. كريم هنيكش حسن / جامعة ديالى / كلية العلوم … عضواً

أ. م. د. عمار جاسم محمد / جامعة بغداد / كلية التربية للعلوم الصرفة – ابن الهيثم … عضواً

أ. د. أحمد نجم عبد / جامعة ديالى / كلية العلوم … عضواً ومشرفاً

أ. م. د. عبد الكريم محمد علي / جامعة بغداد / كلية العلوم … عضواً ومشرفاً

وقد تم قبول الرسالة ومنحت الطالبة درجة الماجستير في تخصص الكيمياء الفيزياوية … ألف مبارك.

<<  الموضوع التالي  |  الموضوع السابق  >>