PHOTO-CATALYTIC DEGRADATION OF BENZENE, TOLUENE, XYLENE IN AN AQUEOUS SOLUTION. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

Preview

PDF eprint_Msc_thesis_draft_Abdulla_Musbah_Mohamed_khair.pdf - Draft Version Download (5MB) | Preview

Arabic Abstract

الروتين اليومي من النشاطات اليومية والمنشآت الصناعية تتسبب بكميات هائلة من الهيدروكربونات, ضمن المنتجات الجانبية المضرة المركبات العضوية المتطايرة (VOCs). هذه الملوثات تجذب الانتباه لضررها على البيئة, ينتج عنه تلوث الغلاف الجوي والمياه. مجموعة مشهورة من (VOCs) بنزين وتولين زالزايلين (BTX). أهمية التخلص مرتبطة بخواصها السامة والمسرطنة, حتى التعرض المزمن لكميات قليلة تتسبب بضرر للأعضاء. نظرا للآثار الضارة على صحة البشر وذوبانيتها في الماء, منطمات بيئية مثل Environmental Protection Agency (EPA) و World Health Organization (WHO)قوانين بيئية لملوثات الماء أصبحت أكثر وجودا حيث ان المنظمة الاخيرة حددت الكميات القصوى المسموح بها للبنزين وتولين زالزايلين في مياه الشرب mg/L 0.01-0.7-0.5 على الترتيب. ثاني اكسيد التايتينيوم مضافا اليه الحديد قد تم تحضيره بواسطة تقنية Sol-Gel. المحفز الحضر هدفه تحليل بنزين وتولوين والزايلين بالتحفيز الضوئي في محلول مائي بتعريض الاشعة فوق البنفسجية. الحفازالمحضر قد تم اختباره بواسطة طرق عديدة لمطابقة طريقة التحضير. ادمصاص وامتزاز النايتروجين وضح ان المحفز متوسط المسامية مع مساحة سطح عالية نسبيا و محدود التنوع في مقاس المسام. حيود الاشعة السينسة (XRD) وضح ان العينات تمتاز بحجوم صغيرة, وتمتلك كلتا التكوين انانيز و روتايل. الاشعة الفلورية السينية (XRF) استعمات لتحديد التكوين العنصري للحفاز بالاضافة الى (EDX) الذي اوضح شكل الحفاز يتكون من زوايا حادة وحواف مستقيمة, معظمها تكتلات مختلفة الابعاد والاحجام. نشاط التحفيز الضوئي قد درست في الحالة السائلة للتحليل بنزين وتولوين والزايلين بالتحفيز الضوئي بتعريض الاشعة فوق البنفسجية, نتج عنه امثلة نسبة الحديد حوالي 1%. زيادة على ذلك, نماذج الادمصاص التماثلية مثل (Langmuir, Freundlich and Redlich–Peterson), قد تم استعمالها لمطابقة تراكيز الاتزان لكل من بنزين وتولوين والزايلين, مع ازدياد سعة الادمصاص تصاعديا بنزين وتولوين والزايلين حيث الاخير اكتسب الاقصى 92.1083 (mg/g). ايضا, تم دراسة الادمصاص التماثلي المزدوج لكل من بنزين وتولوين وزايلين, لمعرفة تأثيرها على تراكيز الاتزان مع الاهتمام لتأثيرها على تحليل بالتحفيز الضوئي.

English Abstract

The daily routine of domestic activates and industrial facilities introduce tremendous amount of Hydrocarbons, among the hazardous by products volatile organic compounds (VOCs), there pollutants attract the attention for their harmful presence in environment, resulting pollution of atmosphere and water. Well known group of VOCs are Benzene, Toluene and Xylenes (BTX). The necessity for elimination follows its toxicity and highly carcinogenic, even acute contact to low concentrations can cause damage to organs. Owing to their adverse effects on human health and quite relative solubility in water; Environmental Protection Agency (EPA) and World Health Organization (WHO) environmental laws for water contaminations are more present where the latter specified the amounts of Benzene Toluene and Xylenes in potable water not to exceed 0.01, 0.7 and 0.5 mg/L respectively. Iron doped titanium dioxide (Fe-TiO2) is synthesized through applying Sol-Gel method. The prepared catalyst aimed for photo catalytic degradation of Benzene Toluene and Xylenes (BTX) in aqueous solution utilizing ultraviolet light. Synthesized catalyst was tested using many techniques to meet the intended synthesis procedure. N2 adsorption/desorption suggested catalyst is mesoporous structure with relatively high surface area and narrow pore size distribution. X-ray diffraction (XRD) revealed samples possess small size grains, both phases Anatase and Rutile. X-ray fluorescence (XRF) was used for determining the elemental compositions of the synthesized catalyst. Scanning electron microscopy along with energy dispersive X-ray (SEM-EDX) shown that morphology of samples investigated possess almost sharp corners and straight edges, mostly clusters of irregular shapes varying in size and dimension of synthesized catalyst. Photo catalytic activity of Fe-TiO2 was evaluated for liquid phase phase photo catalytic degradation of benzene, toluene and xylenes under ultraviolet illumination, resulting optimum iron content around 1%. Moreover, Famous adsorption isotherms were suggested (Langmuir, Freundlich and Redlich–Peterson) to fit the equilibrium concentrations of benzene, toluene and xylenes, with adsorption capacity ascending benzene, toluene then xylenes the latter was found to be the maximum 92.1083 (mg/g). Further, benzene-toluene-xylenes were investigated for adsorption isotherms in binary mixture, to examine the effect on equilibrium capacity and in consideration to its influence on photo catalytic degradation

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Chemical Engineering
Department:	College of Chemicals and Materials > Chemical Engineering
Committee Advisor:	Shawabkeh, Reyad A.
Committee Members:	Hussein, Ali Hussein and Sultan, Abdullah S. and Al-Baghli, Nadhir A. H. and Malaibari, Zuhair Omar
Depositing User:	ABDULLA MUSBAH MOHAMED KHAIR (g201202160)
Date Deposited:	29 Jun 2015 12:36
Last Modified:	01 Nov 2019 16:30
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/139681