NEW DESIGNED THIOL POLYMERS AND POLYAMINE/CNT COMPOSITES FOR TOXIC HEAVY METAL ION REMOVAL

NEW DESIGNED THIOL POLYMERS AND POLYAMINE/CNT COMPOSITES FOR TOXIC HEAVY METAL ION REMOVAL. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

[img] PDF (New Synthesized polymers for Heavy metal removal)
Muhammad_Albakri_MS_Thesis_-_ePrint2.pdf - Accepted Version
Restricted to Repository staff only until 19 February 2020.

Download (1MB)

Arabic Abstract

في هذه الدراسة، تم تصنيع سلسلة جديدة من الوليميرات باستخدام ألكينات ثنائية الأمين و مركب ثلاثي أمين البنزن بوجود مادة البارافورم ألدهيد، ثم تم تعديل تركيبة سلسلة البوليميرات الناتجة باستخدام مادة انابيب الكربون النانوية لتشكيل سلسلة مطورة من البوليميرات، تم بعد ذلك عملية توصيف لهذه البوليميرات باستخدام عدة تقنيات تتضمن الرنين النووي المغناطيسي و طيف الاشعة تحت الحمراء وجهاز تحليل العناصر، السلوك الحراري تمت دراسته بواسطة مسعر المسح التبايني و جهاز التحليل الحراري الوزني. دراسة التشكيل والتركيب تمت بواسطة المجهر الإلكتروني مقترن ب مطيافية تشتت الطاقة بالأشعة السينية، أما صفات تبلور البوليميرات فقد تمت بواسطة جهاز أشعة الحيود السينية. كلا السلسلتين من البوليميرات المصنعة تمت دراسة قدرتها على إزالة إيونات معدن الرصاص من المحاليل المائية، بعد ذلك أجريت دراسات أخرى على أفضل بوليمير من كل سلسلة لإزالة أيونات الرصاص تحت ظروف مختلف من الأس الهيدروجيني و زمن التماس بين البوليمر والمحلول المحتوي على الرصاص بالإضافة إلى تراكيز مختلفة من إيونات الرصاص لفهم ألية عمل هذه البوليميرات وسلوكها كمواد ذات قابلية على امتزاز إيونات الرصاص السامة من مياه الصرف الصحي. في القسم الثاني من هذه الدراسة، تم تصنيع نوع جديد من البوليميرات باستخدام ألية فريديل-كرافت لمفاعلة مادة البيرول مع مادة الثيوفينول وبوجود مادة البارافورم ألدهيد للحصول على بوليمر يمكن استخدامه في إزالة إيونات الزئبق من مياه الصرف الصحي، ,اثناء اختبارات التوصيف لهذا البوليمر الجديد، تمت ملاحظة أن المساحة السطحية لهذا البوليمر عالية نسبيا، لذلك تم إجراء عدة تجارب على هذا البوليمر كمادة قادرة على امتزاز غازي ثاني أوكسيد الكربون و كبريتيد الهيدروجين، وقد كانت النتائج مثيرة للإهتمام عند مقارنتها بالمواد التقليدية المستخدمة في هذا المجال، وقد أجريت أيضا تجارب لمعرفة الخصائص المسامية للمادة، وأظهرت دراسة منحنيات الفصل انتقائية عالية لغاز ثاني أوكسيد الكربون وغاز كبريتيد الهيدروجين تيار الغاز الطبيعي، تمت أيضا دراسة سعة الامتزاز و الثباتية و قابلية إعادة تنشيط هذا البوليمر، النتائج كانت مبهرة بتفوق هذا البوليمر على المواد الموجودة في اوراق البحث المنشورة سابقا في نفس هذا المجال.

English Abstract

In this study, a new series of polymers have been synthesized using different aliphatic diamines and benzene 1,3,- triamine in presence of paraformaldehyde. This series was subsequently modified with multi walled nanotubes (MWCNT) to have another series of polymers. Both series (TRI and CNT TRI) were characterized using different techniques including, nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and elemental analyzer. The thermal behavior were studied by differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetric analysis (TGA). The morphology and composition were determined using scanning electron microscopy coupled with energy dispersive X-ray (SEM-EDX). Crystallinity of the polymers was investigated using X-ray diffraction (XRD). Both series of polymers were studied to evaluate their ability to remove lead ions from aqueous solution. The best polymer of each series was subjected to further study on lead ion removal under different conditions of pH, contact time and lead concentration in order to understand the mechanism and behavior of these polymers as a potential adsorbents for the toxic lead ions from wastewater. The second part of this study was performed by synthesizing a different type of polymer via Freidel craft alkylation using pyrrole and thiophenol with paraformaldehyde, which can be also used for mercury ion removal. This polymer was found to have a high surface area during characterization using similar techniques used for the previous polymers, therefore it was further studied for CO2 and H2S capture from natural gas. The results were considered rewarding compared to the conventional known sorbents. Porosity experiments showed the material was mesoporous. The breakthrough isotherms showed a high selectivity towards CO2 and H2S gases in a natural gas stream. The adsorption capacity, stability and ability for regeneration of the polymer were also studied, and the results showed this is a promising new polymer for CO2 and H2S removal compared to a currently reported materials in the literature

Item Type: Thesis (Masters)
Subjects: Chemistry
Divisions: College Of Sciences > Chemistry Dept
Committee Advisor: Al-Hamouz, Othman
Committee Members: Al-Hamouz, Othman and Tawfik, Saleh and Thomas, Garrison
Depositing User: MUHAMMAD ALASAD ALBAKRI (g201407200)
Date Deposited: 20 Feb 2019 11:28
Last Modified: 01 Nov 2019 20:44
URI: http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/140898