دراسة مقارنة لجسيمات أكسيد الحديد و أكسيد المنغنيز النانوية المحضرة باستعمال أوراق الزيتون و تقييم كفاءتها في إزالة الملوثات من المياه

Abstract

تُعد الملوثات العضوية من أبرز مصادر التلوث البيئي لما تسببه من آثار خطيرة على الأنظمة المائية نتيجة سميتها العالية وصعوبة تحللها الحيوي. ومن بين هذه الملوثات تبرز صبغة أزرق الميثيلين باعتبارها من الأصباغ الصناعية واسعة الاستخدام والثابتة كيميائيًا وتأثيراتها السلبية على البيئة والكائنات الحية. يمثل التحفيز الضوئي باستخدام الجسيمات النانوية لأكاسيد المعادن نهجًا واعدًا لمعالجة الملوثات العضوية، نظرًا لقدرة هذه المحفزات على توليد أنواع تفاعلية نشطة تسهم في تفكيك جزيئات الصبغة وتحويلها إلى نواتج أقل ضررًا. تهدف هذه الدراسة إلى باستخدام نهج التصنيع الأخضر اعتمادًا على أوراق الزيتون، مع مقارنة طريقتين مختلفتين في التحضير تتمثلان في استخدام مستخلص أو مسحوق أوراق الزيتون، وذلك لتقييم تأثير طريقة التحضير على الخصائص البنيوية والكيميائية والأداء التحفيزي. اعتمدت الدراسة على تقنيات التوصيف FTIR وXRD وSEM، إضافة إلى تقييم النشاط التحفيزي في تحلل صبغة الميثيل الأزرق تحت الإشعاع الضوئي باستخدام UV-Visمع دراسة الحركية. أظهرت النتائج نجاح تحضير الجسيمات النانوية مع تسجيل اختلافات واضحة بين طريقتي التحضير، حيث تميزت الطريقة الثانية بخصائص فيزيائية وكيميائية أفضل من حيث الحجم البلوري، والمورفولوجيا، إضافة إلى كفاءة أعلى في التحفيز الضوئي لتحلل الصبغة. كما سجل مركب Mn₃O₄ المحضر باستعمال المستخلص النباتي أعلى كفاءة في التحلل الضوئي لصبغة أزرق الميثيلين بلغت %88، بثابت سرعة k قدره min⁻¹ 0.016 ومعامل ارتباط R2بلغ 0.97، مما يدل على أن عملية التحلل الضوئي تتبع نموذج شبه الرتبة الأولى بكفاءة عالية.

Organic pollutants are considered among the major sources of environmental pollution due to their high toxicity and resistance to biodegradation, posing serious threats to aquatic ecosystems. Among these pollutants, methylene blue dye is one of the most widely used industrial dyes, characterized by its chemical stability and harmful effects on the environment and living organisms. Photocatalysis using metal oxide nanoparticles represents a promising approach for the treatment of organic pollutants due to the ability of these catalysts to generate reactive species capable of degrading dye molecules into less harmful products. This study aims to synthesize iron oxide and manganese oxide nanoparticles through a green synthesis approach using olive leaves, while comparing two different preparation methods based on the use of olive leaf extract and olive leaf powder in order to evaluate the effect of the synthesis method on the structural, chemical, and photocatalytic properties. The synthesized nanoparticles were characterized using FTIR, XRD, and SEM techniques. In addition, the photocatalytic activity toward methylene blue degradation under light irradiation was evaluated using UV–Vis spectroscopy along with kinetic studies. The results confirmed the successful synthesis of the nanoparticles and revealed significant differences between the two preparation methods. The second method exhibited superior physical and chemical properties in terms of crystallite size, morphology, and photocatalytic efficiency. Furthermore, Mn3O4 synthesized using the plant extract method achieved the highest photocatalytic degradation efficiency of methylene blue, reaching 88%, with a rate constant k of 0.016 min−1 and a correlation coefficient R 2 of 0.97, indicating that the photocatalytic degradation process follows a

pseudo-first-order kinetic model with high efficiency. ٌ.