KFUPM ePrints

SYNTHESIS OF TITANIA NANOPARTICLES AND ITS APPLICATION FOR PHOTOCATALYTIC DEGRADATION OF POLLUTANTS FROM AQUEOUS SOLUTIONS

l SYNTHESIS OF TITANIA NANOPARTICLES AND ITS APPLICATION FOR PHOTOCATALYTIC DEGRADATION OF POLLUTANTS FROM AQUEOUS SOLUTIONS. PhD thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

[img]PDF
4Mb

Arabic Abstract

ملـخص الرســـالة الاســـــــــــــــم: مصعب صلاح الدين ميرغني. عنوانالرسالة: إنتاج حبيبات التيتانيوم النانويه وتطبيقاتها في إزالةالتلوث من المحاليل المائية. التخصــــــــص: الهندسة الكيميائية. تاريخالتخــرج: ابريل 2012. تم إنتاج حبيبات اكسيد التيتانيوم النانويه بواسطة عملية المحاليل الجلاتينيه وتم الحصول علي الظرف الامثل للانتاج بواسطة تحليل المتغيرات وتم تطعيم حبيبات التيتانيوم النانويه بثلاث عناصر انتقالية وهي التنقستون, الفاناديوم,والحديد. تم تحليل جميع الحفازات بواسطة المسح الالكتروني الذي اظهر مشكلا كرويا للحبيبات بقطر يتراوح بين6-14 نانوميتر, والذي قيس بواسطة جهاز تحليل الحجم. تم عمل التحليل بواسطة الاشعة السينية لتبين نوع الطور, بينما اظهر تحليل تشتيت الطاقه كمية المواد في كل عينة, وقد وجد انه في حدود 2.7% للتنقستون, 1.8% للفاناديوم, و 1% للحديد. تم التحقق من النشاط الحفزي الضوئي لجميع المواد المنتجة بواسطة إزالةالمثلين الازرقمن الماء, ووجد أن إضافة العناصر الانتقالية قد زاد من فاعلية الحفاز في الازال’ من 11.5% للحفاز النقي الي 17.4% للحفاز المطعم بالفاناديوم , و 25.6% للحفاز المطعم بالتنقستون , و20.8% للحفاز المطعم بالحديد. جميع هذه المواد تم استخدامها لازالة الرصاص, الزنك, والكادميوم من المحاليل المائية, وتم التحقق من النشاط الضوئي في ظروف عملية مختلفة تشمل درجة الحرارة, كمية الحفاز المضاف, التركيز الابتدائي, وسرعة التحريك الدائرية.

English Abstract

FULL NAME OF STUDENT Mousab Salah Eldeen Mirghani Mohammed TITLE OF STUDY Synthesis of titania nanoparticles and its applications for photocatalytic degradation of pollutants from aqueous solutions. MAJOR FIELD Chemical Engineering DATE OF DEGREE April 2012 Sol-gel method was used to synthesize pure and metal-doped TiO2 nanoparticles. The optimum experimental conditions for synthesis of pure nanocrystalline TiO2 were found by Analysis of Variance (ANOVA). These experimental parameters include the amount of water, type of acid, acid concentration and ultrasonication duration. Three transition metals including tungsten, vanadium and iron were selected for doping of titanium dioxide at the optimum conditions. All types of catalysts were characterized by Scanning Electron Microscopy (SEM), which has shown spherical shape of particles for the samples obtained at the optimum conditions. the average diameter of these particles was found to be ranging from 6-14 nm as measured by Particle Size Analyzer (PSA). X-Ray Diffraction (XRD) analysis was carried out in order to investigate the phase of catalysts, which was found to be mainly anatase for all samples calcined at 450oC. The percentage of metals doped on titanium dioxide was measured by Elementary Dispersive Spectroscopy (EDS), which is found to be 2.7%, 1.8% and 1% for tungsten, vanadium and iron, respectively, and the effect of incorporating these transition metals onto titanium dioxide was resulted in the significant increasing of the surface are as measured by (BET). The photocatalytic activities of these catalysts were investigated by measuring the degradation of methylene blue from aqueous solutions. It was reported that, doping of these transition metals has increased the catalyst maximum uptake 11.5 mg/g for pure titanium dioxide to 17.4 mg/g for V-doped titanium dioxide, 25.6 mg/g for Fe-doped titanium dioxide and 20.8 mg/g for W-doped titanium dioxide. These metal-doped titanium dioxide were further applied for removal of Pb(II), Zn(II), and Cd(II) from aqueous solutions, and it was found that, the highest removal percentage of Pb(II) was achieved by W-doped titanium dioxide, while Fe-doped titanium dioxide and V-doped titanium dioxide performed better for removal of Zn(II) and Cd(II) respectively. The kinetics of photocatalytic degradation of these heavy metals was carried out, where the maximum degradation percentages were found to be 4oC, at dosage of 1 g of catalyst, stirring speed of 600 rpm, and initial concentration of 25 ppm.



Item Type:Thesis (PhD)
Subjects:Chemical Engineering
Divisions:College Of Engineering Sciences > Chemical Engineering Dept
Committee Advisor:Shawabkeh, Reyad
Committee Members:Al-Amer, Adnan and Hussein, Ibnelwaleed and Faqir, Naim and Laoui , Tahar
ID Code:138727
Deposited By:MOUSAB SALAH ELDEEN MOHAMMED (g200803240)
Deposited On:14 Jul 2012 11:32
Last Modified:14 Jul 2012 11:32

Repository Staff Only: item control page