جرت يوم الخميس الموافق 23 /11 / 2017 على قاعة المرحوم الاستاذ الدكتور فهد علي الجبوري المناقشة العلنية لرسالة طالبة الماجستير احمد جابر ابراهيم الموسومة :
حيث تألفت لجنة المناقشة من التدريسيين الأفاضل :
أ.م.د . عبدالكريم محمد علي رئيسا
أ.م.د. احمد نجم عبد عضوا
أ.م.د. احمد محمد عباس عضوا
أ.م.د. جمان احمد ناصر عضوا
ا.د, تقي الدين عبدالهادي حمدان عضوا ومشرفا
ملخص البحث
تم في هذه الدراسة تحضير راتنج (2-امينوفينول-فورمالديهايد) من تفاعل بلمرة 2-امينوفينول مع الفورمالديهايد، وتم تشخيصه باعتماد مطيافية الأشعة تحت الحمراء (FT-IR). ثم تم تحميل الراتنج المحضر على البولي ستارين (PS) باستعمال مذيب DMF وتم غزل المحلول البوليمري الناتج على هيأة حصيرة من الألياف النانوية بتقنية الغزل الكهربائي (2-AphF/PS)، بعدها تم إجراء تعديل (تحوير) على الليف النانوي المنتج وذلك بتشويب النسب نفسها من المحلول البوليمري السابق بوساطة دقائق الكاربون النانوية (CNT) وغزل هذا المحلول كهربائياً بالتقنية نفسها والظروف التجريبية، للحصول على حصيرة معدلة من الألياف النانوية. ودرست مورفولوجيا السطح لحصيرتي الليف النانوي الاول (2-AphF/PS) والمعدل (2-AphF/PS-CNT) بوساطة تقنية المجهر الالكتروني الماسح (SEM) ومطيافية تشتت الطاقة بالأشعة السينية (EDX)، لمعرفة طبيعة السطح ولحساب معدل قطر الليف النانوي لهما.
استعملت هاتان الحصيرتان من الألياف النانوية كسطوح مازة لامتزاز صبغة الملكايت الأخضر (MG) من محاليلها المائية لمدى من الدرجات الحرارية K (298,303,308,313,318 ). وشملت الدراسة حركية و ثرموديناميك عملية الامتزاز لكلا السطحين.
وقد اتضح من الدراسة الحركية إن المدة الزمنية التجريبية اللازمة للوصول إلى حالة الاتزان كانت (150) min لكل من السطحين المدروسين ولجميع درجات الحرارة. وتم حساب النسبة المئوية لامتزاز السطحين مقابل الزمن وللمدى نفسه من الدرجات الحرارية، وقد تبين إن النسبة المئوية للامتزاز تزداد بزيادة درجة الحرارة، كما إن كفاءة عملية الامتزاز للسطح الثاني (2-AphF/PS-CNT) تكون أعلى من السطح الأول نتيجة للتحسين الحاصل في خواص الليف النانوي المتأتي من التشويب بأنابيب الكاربون النانوية بالمقارنة مع السطح الأول.
وقد اعتمد الأنموذج الخطي لمعادلة لاكركرين في دراسة حركية الامتزاز على السطحين، اذ دللت استقامة الخط وقيم معامل الارتباط R2 العالية على إن النظام المدروس يتفق مع تفاعل المرتبة الأولى الكاذبة. كما لوحظ توافق القيم النظرية المحسوبة و القيم العملية لكمية المادة الممتزة. وعند دراسة تأثير درجة الحرارة في قيم ثوابت السرعة اتضح إنها تزداد بزيادة درجة الحرارة لكلا السطحين. ومن حساب قيمتي طاقة التنشيط للسطحين المدروسين وفق معادلة ارينيوس، فقد لوحظ إن طاقة التنشيط للسطح الأول (2-AphF/PS) أعلى من قيمتها للسطح المعدل (2-AphF/PS-CNT).
ومن اجل التعرف على ميكانيكية وسرعة الخطوات المحددة للسرعة المؤثرة في حركية الامتزاز، طبقت النتائج التجريبية الحركية وفق معادلة ويبر، اذ اتضح إن عملية الامتزاز تجري بأكثر من خطوة، الأولى متمثلة بالامتزاز على السطح الخارجي لليف النانوي والثانية تتمثل بخطوة الانتشار الجزئي المحددة ثم تتبع هاتان الخطوتان بخطوة الاتزان. كما إن عدم مرور الخط المستقيم بجميع النقاط الأصلية لسطحي الليفين النانويين المدروسين (2-AphF/PS) و (2-AphF/PS-CNT) يدلل على إن عملية الانتشار لا تقتصر على الخطوة المحددة للسرعة فقط. وعندما قورنت قيم معامل الارتباط لنظام المرتبة الأولى الكاذبة ونظام الانتشار وجد إنها أوطأ لنظام الانتشار، مما رجح إن تكون عملية الامتزاز متبوعة بعملية انتشار جزئي.
أما من ناحية الدراسة الثرموديناميكية فقد تبين من أشكال ايزوثيرمات الامتزاز لصبغة الملكايت الاخضر إن الامتزاز يتبع النمط ((S4 لكلا السطحين ولجميع الدرجات الحرارية المدروسة حسب تصنيف جيلز. كما لوحظ إن قابلية امتزاز السطح المعدل أعلى من قابلية امتزاز السطح الأول، وبينت ايزوثيرمات الامتزاز إن كمية امتزاز الصبغة تزداد بزيادة درجة الحرارة على كلا السطحين، أي إن عملية الامتزاز ماصة للحرارة Endothermic Process)). كما تم تطبيق بيانات الامتزاز للسطحين المغزولين كهربائياً وفقاً لمعادلة فرندلش الخطية وللمدى نفسه من الدرجات الحرارية. ومن حساب ثوابت فرندلش استنتج إن عملية الامتزاز تزداد بزيادة درجة الحرارة كما إن زيادة درجة الحرارة تؤدي إلى انخفاض ألفة الصبغة للبقاء في المذيب وزيادة امتزاز جزيئاتها على سطح الليف النانوي. ومن ناحية أخرى تمت معالجة بيانات الامتزاز وفقاً لأنموذج لانكماير، ومن استخراج ثوابت لانكماير وجد إن امتزاز الصبغة يزداد أيضا مع زيادة درجة الحرارة، كما إن كمية الامتزاز العظمى تزداد بزيادة درجة الحرارة للسطحين. ومن قيم معامل الارتباط وجد إن أنموذج لانكماير أكثر ملاءمة من أنموذج فرندلش لوصف ايزوثيرم الامتزاز.
وللتوصل إلى فهم فيزيائي أفضل لعمليات الامتزاز المشار إليها أعلاه، تم حساب قيم الدوال الثرموديناميكية الأساسية متمثلة بالانثالبي (∆H) وطاقة كبس الحرة (∆G) والانتروبي(∆S)، وفسرت النتائج على ضوئها. وقد اتضح من قيمتي الانثالبي ΔH الموجبة إن عملية الامتزاز لكلا السطحين ماصة للحرارة، كما لوحظ إن قيمة انثالبي السطح الأول ((2-AphF/PS أعلى من قيمته للسطح المعدل ((2-AphF/PS-CNT. ودللت النتائج التجريبية لقيم دالة كيبس ΔG السالبة للسطحين المدروسين إن عملية الامتزاز تلقائية (Spontaneous Process) ولجميع درجات الحرارة، وكانت تلك القيم للسطح الأول أعلى بشكل تقريبي من السطح المعدل مما يدلل على إن أنابيب الكاربون النانوية قللت من تلقائية العملية. كما أشارت قيـم الانتـروبي السالبة ΔS المحسوبة للسطحين المدروسين على إن حركة جزيئات الصبغة على سطح الليف النانوي أكثر مما في المحلول. كما وجد إن عشوائية السطح الأول أعلى من السطح المعدل وهذا يعني إن احتمالية ترتيب جزيئات الصبغة على السطح الأول تكون أعلى مما هو عليه الحال على السطح المعدل، بسبب تقييد أنابيب الكاربون النانوية لبعض احتماليات ترتيب جزيئات الصبغة.
وحضر المناقشةجمع من التدريسيين وطلبة الدراسات العليا وذوي الطالب والضيوف الكرام .تمنياتنا للطالب الموفقية والنجاح.
