التحلل الضوئي لكلوثينيد باستخدام NiO-GO الأخضر

كتبت: إسراء الشامي

تتزايد مخاطر مبيد clothianidin على الكائنات غير المستهدفة ومصادر المياه، وهو ما يدفع إلى بحث حلول فعالة وآمنة للحد من تلوثه بطرق مستدامة. في هذا السياق، تُظهر دراسة حديثة أن مركب NiO-GO يمكن أن يعمل كمحفز ضوئي فعال في تحلل الكلوثينيد ضمن وسط مائي. حيث تم تصنيع جسيمات NiO عبر طريقة خضراء باستخدام مستخلص قشر البازلاء Pisum sativum كعامل اختزال طبيعي ومستقر، ثم تم دمجها مع أكسيد_graphene GO عبر تقنية الموجات فوق الصوتية لتكوين مركب NiO-GO بنسبة 1:1. خضعت المواد لأجراء فحص دقيق لتحديد خصائصها البنيوية والكيميائية باستخدام تقنيات متعددة قبل إجراء الاختبارات الحقلية المصاحبة للدراسة.

تصنيع مركب NiO-GO بالطرق الخضراء

يعتمد الإعداد الأولي للمركب NiO-GO على استخدام مستخلص قشر البازلاء كعامل اختزال وتثبيت طبيعي، وهو ما يعزز من الطبيعة البيئية للعملية ويقلل الاعتماد على المواد الكيميائية التقليدية. عقب ذلك، جرى دمج جسيمات NiO مع GO بواسطة تقنية ultrasonication لضمان توزيع متجانس وربط فعال بين النطاقات النانوية. النتيجة هي مركب ذو نسبة 1:1 بين NiO وGO يتيح وظيفة تعزيزية لاستقرار الشحنات الكهربائية وتقليل recombination الشحنات، وهو أمر حاسم في كفاءة التحلل الضوئي للمركبات العضوية الضارة مثل الكلورينيد. وقد خضعت هذه المواد لسلسلة من عمليات التحديد البنيوي والوظيفي بغرض فهم آليات عملها وتوقع أدائها في بيئات مائية مختلفة.

أداء التحلل الضوئي تحت ضوء الشمس

أجريت تجربة التحلل الضوئي للمبید under sunlight الطبيعي لتقييم تأثير العوامل البيئية والجرعية على كفاءة التحلل. اشتملت الدراسة على فحص تأثيرات الرقم الهيدروجيني pH، وجرعة المحفز، والتركيز الأولي للملوث، وسرعة التحريك. أظهرت النتائج تفوق مركب NiO-GO على مثيله NiO النقي وعلى GO وحدهما، حيث حقق نسبة تحلل 96% من الكلورثينيد عند pH3 خلال 60 دقيقة فقط. كما أظهر المركب تحسيناً في معدل التفاعل، حيث كان معدل التحلل أعلى بمقدار 4.4 أضعاف مقارنة بـ NiO، وبمقدار 3.3 أضعاف مقارنة بـ GO. هذا التحسن يُعزى إلى تحسين فصل الشحنة بفضل دعم GO الذي يقلل من recombination للشحنات ويعزز مشاركة الشحنات في مسارات التحلل الضوئي.

الاستدامة والاستدامة العملية

علاوة على فاعليته، أظهرت نتائج الاختبار أن NiO-GO يحتفظ بكفاءة التحلل تقريباً على نحو ثابت عبر دورتين متتاليتين، ما يشير إلى استقراره البنيوي وإمكانية إعادة استخدامه بشكل فعّال. هذا الأداء يشير إلى قدرة المركب على العمل في دورات متعددة دون تراجع كبير في الكفاءة، وهو عامل مهم في جدوى تطبيقه على نطاق واسع في معالجة المياه الملوثة بمبيدات الحشرات. كما أن الاعتماد على مصادر طبيعية وآمنة في تحضير المركب يعزز من قيمته البيئية والاقتصادية كخيار منخفض التكلفة وذو أثر بيئي منخفض.

آفاق التطبيق وتداعياته البيئية

تفتح النتائج آفاق واعدة أمام تطبيق مركب NiO-GO في عمليات تنظيف مائية مستدامة لمبيدات الحشرات مثل clothianidin. الطاقة المولدة من ضوء الشمس الطبيعية تجعل هذا المركب خياراً جذاباً في المناطق التي تعتمد بشكل كبير على مصادر ضوء طبيعية، مع إمكانية تقليل الاعتماد على تقنيات كيميائية ذات أثر جانبي. وتبرز هذه الدراسة أن الجمع بين NiO وGO عبر طريقة خضراء وتحت إشراف مستخلص نباتي بسيط يمكن أن يمنح حلاً فعالاً من حيث التكلفة والبيئة لإزالة الملوثات العضوية من المصادر المائية، مع إمكان تحسين الأداء عبر ضبط العوامل البيئية المختلفة.

يمكنك قراءة المزيد في المصدر.

لمزيد من التفاصيل اضغط هنا.