Search In this Thesis
   Search In this Thesis  
العنوان
Radiochemical Separation of Some Heavy Metals from Aqueous Solutions Using Conventional Methods
المؤلف
El-Daoushy, Alaa Farid Mohamed
هيئة الاعداد
باحث / آلاء فريد محمد الدعوشي
مشرف / علاء السيد أحمد أمين
مشرف / محمود أبو العينين الأمير
مناقش / حسن السيد أحمد
الموضوع
Heavy metals.
تاريخ النشر
2016
عدد الصفحات
184p.;
اللغة
الإنجليزية
الدرجة
ماجستير
التخصص
كيمياء المواد
تاريخ الإجازة
1/1/2016
مكان الإجازة
جامعة بنها - كلية العلوم - الكيــميـــاء
الفهرس
Only 14 pages are availabe for public view

from 184

from 184

Abstract

تحتوى الرسالة على ثلاثة أبواب رئيسية : البــاب الأول : يشتمل على المقدمة التى تحتوى على نبذة مختصرة عن الخواص الكيميائية والكيمياء الإشعاعية لكل من عناصر الكوبلت و الزنك و الإيروبيوم و الموليبدنيوم والتكنسيوم. وكذلك يعرض هذا الباب التعريف و الأخطار الناتجة عن العناصر الثقيلة. كما يحتوي على نبذة مختصرة عن أساسيات و خطوات تطوير و ميكانيكية التبادل الأيوني بالإضافة إلى الخواص المميزة للمبادلات الأيونية الغير عضوية و طرق تحضيرها. كما أن هذا الباب يحتوي على عرض عام لمولدات النظائر المشعة البــاب الثـانــى : يتعلق بالجزء العملى من الرسالة حيث يحتوى على معلومات مفصلة عن المواد الكيميائية والأجهزة المستخدمة فى هذه الدراسة. كما يتضمن وصفاً تفصيلياً لكلٍ من طرق تحضير وتوصيف المدمص المستخدم و كيفية تحضير وطرق تعيين و قياس العناصر محل الدراسة. كما يتناول هذا الباب أيضاً توصيفاً للتجارب المعملية المختلفة التى أٌجريت لدراسة إدمصاص عناصر الكوبلت و الزنك والإيروبيوم من الأوساط المائية تحت ظروف تجريبية مختلفة على مادة جل سلينو موليبدات الزركونيوم. وكذلك يتضمن هذا الباب شرح التجارب الخاصة بتحضير مولد التكنسيوم-99م باستخدام جل سلينوموليبدات الزركونيوم المعبأة على هيئة عامود كروماتوجرافى و دراسة كيفية تحميله بنظير الموليبدنيوم-99 وأداء الاستحلاب لنظير التكنسيوم-99م المتولد على العامود . وطرق التحاليل المختلفة واختبارات الجودة لمستحلب التكنسيوم-99م فى محلول من كلوريد الصوديوم.
البــاب الثـالث :
يتضمن هذا الباب النتائج التي تم الحصول عليها ومناقشتها ثم تحليلها بالتفصيل. و يشمل طرق تحضير الأنواع المختلفة لمادة جل سلينوموليبدات الزركونيوم و التى يتم تحضيرها بخلط محاليل كلا من موليبدات الصوديوم (Na2MoO4) و حمض السلينيوم (H2SeO3) و أوكسي كلوريد الزركونيوم (ZrOCl2.8H2O) تحت ظروف معملية مختلفة مثل النسب المولارية للمتفاعلات (الموليبدنيوم و السلينيوم و الزركونيوم) و كذلك الرقم الهيدروجيني لمحلول الخليط.
تم تحديد السعة الظاهرية للأنواع المختلفة من مادة جل سلينوموليبدات الزركونيوم لأيون السيزيوم-134 و قد أثبتت النتائج أن السعة الظاهرية تتغير بتغير العوامل التحضيرية لمادة جل سلينوموليبدات الزركونيوم. كما تم أيضا تحديد السعة الظاهرية للأنواع المختلفة من مادة جل سلينوموليبدات الزركونيوم لكاتيونات العناصر المختلفة بتوازن 0.1 جرام مع 10 مللي من محاليل ا مولار من كاتيونات العناصر محل الدراسة. و تبين أن السعة الظاهرية لأيونات الصوديوم أكبر من السعة الظاهرية لأيونات البوتاسيوم. في حين أن الكاتيونات القلوية الأرضية تتبع التسلسل الآتي :. Sr2+ > Mg2+ و على أساس دراسة و تقييم السعة الظاهرية للأنواع المختلفة من مادة جل سلينوموليبدات الزركونيوم لهذه العناصر تم اختيار مادة جل سلينوموليبدات الزركونيوم (ZSM-5) للدراسات المفصلة على العناصر محل الدراسة.
تم توصيف مادة جل سلينوموليبدات الزركونيوم المحضرة من حيث الثبات الكيميائي و التحليل الحرارى الوزني والتفاضلي و طيف الأشعة الحمراء و حيود الأشعة السينية و معايرة الحامضية و القاعدية. و قد وجد أن مادة الجل المحضرة ثابتة كيميائيا في الماء و محاليل كلوريد الصوديوم و كلوريد الأمونيوم عند التركيزات المدروسة. أما محاليل الأحماض ذات تركيزات 10 مولار لكلا من حمض الهيدروكلوريك و حمض النيتريك لها تأثير ملحوظ عند درجة حرارة الغرفة، في حين أن مادة الجل المحضرة نجد أنها تذوب في حمض الهيدروكلوريك المركز الساخن. تبين من تحليل مادة جل سلينوموليبدات الزركونيوم المحضرة على جهاز التحليل الحرارى الوزنى و التفاضلي أن مادة الجل المحضرة لها ثبات حرارى جيد. كما أوضحت دلائل حيود الأشعة السينية أن مادة الجل المحضرة لم يظهر بها أى قمم مميزة وبالتالى فهى غير بللورية. و تبين من تحليل مادة جل سلينوموليبدات الزركونيوم المحضرة على جهاز الماسح الالكترونى أنها ذات تركيب مسامى مما يجعلها مناسبة لعمليات الادمصاص على السطح وهذا يتماشى مع نتائج جهاز الأشعة السينية المحيدة.
وبينت الدراسة أن إدمصاص أيونات الكوبلت و الزنك والإيروبيوم من المحاليل المائية على سطح مادة جل سلينوموليبدات الزركونيوم يعتمد بدرجة رئيسية علي الأس الهيدروجيني للوسط.
تم دراسة تأثير زمن الاتصال على ادمصاص مادة جل سلينوموليبدات الزركونيوم لأيونات الكوبلت و الزنك والإيروبيوم، و لوحظ أن نسبة الادمصاص لمادة الجل المحضرة يزداد بزيادة زمن الاتصال حتى تصل قيمته القصوى عند زمن قدره 20 ساعة.
كما أكدت النتائج أن نسبة ادمصاص كلا من أيونات الكوبلت(+2) و الزنك(+2) والإيروبيوم(+3) من المحاليل المائية تزداد بزيادة وزن مادة الجل حتى تصل إلى وزن معين و هو 0.1 جرام بالنسبة لعنصري الكوبالت و الزنك و 0.2 جرام بالنسبة لعنصر الإيروبيوم. كما تزداد نسبة الادمصاص بزيادة درجة الحرارة من 25 حتي 60 درجة مئوية، وهذا يدل على أن عملية ادمصاص أيونات الكوبلت(+2) و الزنك(+2) والإيروبيوم(+3) على سطح المادة المحضرة يمكن وصفها على أنها عملية ماصة للحرارة حيث إن أفضل إمتزاز يمكن أن يتحقق فى درجات الحرارة العالية.
كذلك دللت النتائج على أن ادمصاص مادة جل سلينوموليبدات الزركونيوم لأيونات الكوبلت(+2) و الزنك(+2) والإيروبيوم(+3) في وجود أيونات الصوديوم(+1) يقل كلما زادت القوة الأيونية. ويرجع هذا إلى تنافس أيونات الصوديوم(+1) فى المحلول مع أيونات الكوبلت و الزنك والإيروبيوم على المواقع النشطة المتوفرة على سطح مادة الجل. هذه الخاصية تجعل من هذه المادة مادة واعدة تستخدم فى الفصل الإنتقائي لأيونات الكوبلت و الزنك والإيروبيوم من المخلفات النووية والتى قد تحتوى على نسبة عالية من الأملاح .كما أظهرت الدراسة أن نسبة ادمصاص مادة جل سلينوموليبدات الزركونيوم لأيونات الكوبلت(+2) و الزنك(+2) والإيروبيوم(+3) تقل بزيادة التركيزات الأولية لأيونات هذه العناصر.
وتم دراسة الإسترجاع الادمصاصي لكل من أيونات الكوبلت(+2) و الزنك(+2) والإيروبيوم(+3) المُحملة من مادة جل سلينوموليبدات الزركونيوم المحضرة بإستخدام أوساط مختلفة.
وتناولت الدراسة إستبيان حركية عملية الادمصاص ، وبينت النتائج أن عملية ادمصاص الكوبلت و الزنك والإيروبيوم على سطح مادة سلينوموليبدات الزركونيوم المحضرة تتبع نموذج الرتبة الثانية الافتراضي. كما تم معالجة النتائج المتحصل عليها بعدد من معادلات المنحنيات متساوية الحرارة مثل معادلات فروندليش و لانجمير. وأوضحت النتائج المعملية لادمصاص أيونات الكوبلت و الزنك والإيروبيوم ملاءمتها لنموذج فروندليش؛ إذ يُعد هو الافضل لتمثيل النتائج المعملية المتحصل عليها.
كذلك تم تعيين قيم المعاملات الحرارية لادمصاص مادة جل سلينوموليبدات الزركونيوم المحضرة لأيونات الكوبلت و الزنك والإيروبيوم عند درجات حرارة مختلفة. وتوضح النتائج أن سعة الادمصاص تزداد بزيادة درجة الحرارة مما يدل على أن عملية الامتزاز ماصة للحرارة وأنها عملية تلقائية.
وتناولت الدراسة أيضاً عملية الادمصاص بإستخدام عامود فصل كروماتوجرافي معبأ بكمية مقدارها 1 جرام من مادة جل سلينوموليبدات الزركونيوم . إذ تم تحميل محاليل الكوبالت و الزنك و الإيروبيوم منفردة. كما تم تحميل مخلوط ثنائى من الزنك و الإيروبيوم على العامود الكروملتوجرافي حتى الوصول إلى حالة التشبع التام لمادة الجل بالزنك و الإيروبيوم.
كما تم تحميل مخلوط ثنائى من الكوبالت و الإيروبيوم على العامود الكروماتوجرافي حتى الوصول إلى حالة التشبع التام لمادة الجل بالكوبلت و الإيروبيوم. وتم إسترجاع الإيروبيوم المحمل من على سطح مادة الجل بإستخدام حمض الهيدروكلوريك المخفف والذى أخرج الإيروبيوم بمفرده بنسبة تاركاً الكوبلت محملاً على سطح مادة الجل دخل العامود الكروماتوجرافي. من هنا يمكن القول أن الإيروبيوم تم بنجاح فصلة من الكوبلت.
تم دراسة سلوك الادمصاص للموليبدنيوم-99 من محاليل أحماض الهيدروكلوريك و النيتريك على مادة جل سلينوموليبدات الزركونيوم المحضرة باستخدام طريقة اتزان الطريحة. و دللت النتائج أن حمض الهيدروكلوريك (0.1 عياري) هو الوسط المناسب لتحميل الموليبدنيوم-99 على مادة جل سلينوموليبدات الزركونيوم.
تم تحضير مولد الموليبدنيوم-99/التكنسيوم-99م عن طريق تأسيس عامود كروماتوجرافي قطره الداخلي 0.6 سم و يحتوي على مادة جل سلينوموليبدات الزركونيوم المحملة بالموليبدنيوم-99 و دراسة عملية فصل التكنسيوم-99م من اضمحلال الموليبدنيوم-99 و أيضا دراسة أداء المولد من حيث مردود الاستحلاب و توزيع تركيز التكنسيوم-99م في محلول الفصل. تم دراسة درجة النقاوة النووية الإشعاعية و الكيميائية الاشعاعية و الكيميائية لمحلول التكنسيوم-99م الناتج من المولد و وجد أن النقاوة الإشعاعية ≥ 99,99% و النقاوة الكيميائية الاشعاعية 97% و كذلك النقاوة الكيميائية و الرقم الهيدروجيني لمحلول التكنسيوم-99م الناتج تتفق و المعايير الموضوعة للاستخدامات الطبية.