التحكيم الضوئي لبعض الملوثات العضوية بوجود اكسيد الزنك المحس

الملخص ان أكسيد الزنك من أشباه الموصلات التي تمتلك فجوة طاقة ((energy band gap واسعة ، وحتى تنتقل الالكترونات من حزمة التكافؤ ((valence band إلى حزمة التوصيل (conducting band) فانها بحاجة إلى ضوء ذات طول موجي قصير. رغم ذلك فانه من المناسب استخدام الطاقة الشمسية في التحطيم الضوئي لملوثات مختلفة لعدة أسباب، اخذين بالاعتبار أن جزءا يسيرا من الإشعاع الشمسي يمتلك أطوال موجية ضمن الأشعة فوق البنفسجية. ان القدرة العالية لأكسيد الزنك على امتصاص الأشعة فوق البنفسجية تجعله فعالا للاستخدام في التحطيم الضوئي، علاوة على كونه رخيص الثمن ومتوفرا ولا يشكل خطورة . لقد تم استخدام أكسيد الزنك المثبت وغير المثبت على الكربون المنشط لتحطيم كل من صبغة الميثيل البرتقالي المعروفة وعقار الفينازوبيريدين (phenazopyridine) في المحاليل المائية تحت أشعة الشمس المباشرة علاوة على استخدم مصباح من الزينون (Xe lamp) مماثل لأشعة الشمس كمصدر للضوء أحيانا . كان لكلا النظامين (أكسيد الزنك المثبت وغير المثبت على الكربون المنشط) فاعلية عالية في تحطيم الملوثات المستخدمة مع كون أكسيد الزنك المثبت على الكربون ذا فاعلية اكبر. في كلا النظامين وجد أن سرعة التفاعل تعتمد على تركيز الحفاز، حيث كانت سرعة التفاعل تزداد بزيادة كمية الحفاز حتى تركيز معين. وبعد ذلك التركيز لا يوجد أثر لزيادة التركيز على سرعة التفاعل. كذلك تم دراسة اثر زيادة تركيز الملوثات على سرعة التحطيم، حيث وجد أن سرعة التفاعل في كلا النظامين زادت بزيادة تركيز الملوث حتى تركيز معين سواء كان الملوث المستخدم الميثيل البرتقالي أو الفينازوبيريدين. وقد تم أيضا دراسة اثر درجة الحموضة حيث لم تظهر تأثيرا كبيرا على سرعة التفاعل في المدى (4-10) مع أفضلية بسيطة لدرجة الحموضة قليلة القاعدية في كلا الملوثين. كذلك تم دراسة ثباتية أكسيد الزنك المثبت أثناء التحطيم الضوئي في الوسط الحمضي والوسط القاعدي وتبين أن ثبات أكسيد الزنك في الوسط القاعدي أعلى منها في الوسط الحمضي. هذا وقد تم فصل الحفاز (أكسيد الزنك المثبت على الكربون) واستخدامه لمرات عدة دون أن يؤثر ذلك على فعاليته بشكل ملحوظ في تحطيم الميثيل البرتقالي. وذلك مقارنة مع الحفاز غير المثبت الذي انخفضت فعاليته في تحطيم الميثيل البرتقالي خاصة في الاستخدام الثالث. أما عندما كان الملوث المستخدم الفينازوبيريدين فان إعادة الاستخدام أدت إلى انخفاض فعالية الحفاز وخاصة في الإعادة الثالثة في كلا النظامين المثبت وغير المثبت. تم في هذه الدراسة محاولة تحسين سطوح أكسيد الزنك بحبيبات كبريتيد الكادميوم ذات حجوم النانو بطريقة الترسيب الكيميائي، وتبين أن كبريتد الكادميوم خفض من فعالية التحطيم. ان حبيبات كبريتيد الكادميوم على أسطح أكسيد الزنك حجبت جزءا من الأشعة فوق البنفسجية وبالتالي انخفضت فعالية التحطيم. كذلك وجد أن كبريتيد الكادميوم يتفكك وينفصل عن أسطح أكسيد الزنك مما يحد من استخدامه كمحسن لسطح أكسيد الزنك. وباختصار تبين هذه الدراسة إمكانية استخدام سطوح أكسيد الزنك المثبت وغير المثبت على الكربون في تنقية المياه باستخدام أشعة الشمس المباشرة دون اللجوء الى أصباغ صناعية ضارة.
النص الكامل
http://www.najah.edu/modules/graduates/graduates.php?hint=2&id=626&l=ar