NOVEL METHOD USING NANOMATERIALS FOR REMOVAL OF E. COLI BACTERIA FROM WATER. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

Preview

PDF Whole_Thesis_(scanned)__.pdf Download (4MB) | Preview

Arabic Abstract

تعتبر إزالة الملوثات البكتيرية من مصادر المياه المختلفة باستخدام تقنية الانابيب الكربونية متناهية الصغر من المواضيع الهامة والتي لاقت مؤخرا الاهتمام من قبل المختصين إما في صناعة معالجة المياه من الملوثات الخطرة او في علاج البكتيريا الضارة والفيروسات المعدية, حيث يلاحظ في الوقت الحاضر الاهتمام الكبير بالتطبيقات الحيوية لتقنية النانو كأحد المجلات العلمية الهامة في هذا الشأن. لذا قد تم في هذه الدراسة تطوير طريقة جديدة للتخلص من بكتيريا الإيكولاي في عينة ملوثة من الماء وذلك بإستخدام أنابيب الكربون متناهية الصغر وأنابيب الكربون المتناهية الصغر المعدلة, أي بإضافة مركبات على أنابيب الكربون مثل دوديسل أمين C2H27Nو 1 –أكتاديكانول C18H38O والفينول C5H5OH و ذرات الفضة النانويةAg . حيث تم إستخدام هذه الانابيب الكربونية المعدلة بوجود مصادر حرارية وإشعاعية مثل الميكروييف في تقييم فعالية هذه التقنية في إزالة وقتل بكتيريا الإيكولاي. فقد اضهرت الدراسة قدرة هذه الطريقة الجديدة على ازالة بكتيريا الإيكولاي بنسبة تتراوح بين 90 الى 100 في المائة تحت تأثير عدة ظروف تشمل تركيز انابيب الكربون المتناهية الصغر, انواع المركبات المستخدمة لتعديل خواص انابيب الكربون, طاقة المصدر الإشعاعي و أخيرا الفترة الزمنية لكل تجربة. وقد نفذت هذه الدراسة على أربع مراحل . المرحلة الأولى تم فيها تعديل خواص أنابيب الكربون متناهية الصغر. وفي المرحلة الثانية تم إختبار مدى تأثير هذه المواد في قتل بكتريا الإيكولاي. أما في المرحلة الثالثة فقد تم خلالها دراسة وتحليل خصائص هذه المواد بألاضافة إلى تحليل خصائص البكتيريا بعد المعالجة. وفي المرحلة الرابعة تم تحليل النتائج والخروج بالتوصيات المناسبة. وقد اظهرت النتائج النهائية ان بعض المواد النانوية التي تم اختبارها قد حققت نسبة عالية في ازالة وقتل البكتيريا (90 الى 100 %). هذه النتائج المهمه يمكن استخدامها في تتطبيقات عديده تشمل تقنية معالجة المياه, التحكم بالمواد الميكروبية, بالاضافة الى بعض المجالات الطبية كعلاج الفيروسات والاورام السرطانية.

English Abstract

A novel technology has been presented for the removal of Escherichia Coli (E. coli) bacteria from water using Carbon Nanotubes (CNTs), modified CNTs and impregnated CNTs with and without heating effect from microwave radiation. The presented microbiological treatment in this study, which lies under the subject field of bio-nanotechnology has combined between powers of degradation by microwaves and adsorption by Carbon Nanotubes (CNTs). The study demonstrated the removal of Escherichia Coli (E. coli) Bacteria and its by-products under various treatment conditions including dosages of CNTs, the effect of functional groups, the effect of the power of microwave source, and treatment time. The final results indicated that different types of the tested nanomaterials (raw CNTs, functionalized CNTs and impregnated CNTs with and without heating effect from microwave radiation with a very small dosage between 0.2 g and 0.007 g of CNTs per 100 ml of water) successfully achieved 90-100% removal of E. coli bacteria from water. This significant result can be utilized in many of medical and water treatment applications, such as: disinfection for virus, microbial control, water purification and treatment several types of cancer as part of tumor therapy. The study was carried out in four phases. The first phase focused on the synthesis and preparation of the functional groups and the impregnation of nano particles (CNTs and Ag). In this phase, the multi-walled carbon nanotubes were functionalized with a carboxylic (COOH) group, phenol (C5H5OH) group, dodecylamine group (C12H27N), C18 group such as 1-octadecanol (C18H38O), and impregnated with silver nanoparticles. The second phase included the laboratory bench-scale experimental work where several samples under the effect of microwaves were tested under various conditions. In this phase, E. coli bacteria numbers evaluated before and after treatment under the individual and combined effects of treatment schemes. The third phase included characterization of nanomaterials and bacterial colonies. The fourth phase included the data analysis in order to identify the treatment conditions that led to complete removal of E. coli bacteria from water.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Chemical Engineering
Department:	College of Chemicals and Materials > Chemical Engineering
Committee Advisor:	Attieh, Muataz
Committee Co-Advisor:	Khalill, Amjad
Committee Members:	Laoui, Tahar and Shawabkeh, Reyad and Faqir, Naim
Depositing User:	Samer Hakami (g200806200)
Date Deposited:	18 Jul 2011 06:28
Last Modified:	01 Nov 2019 15:30
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/138488