IMPROVING ANTIFOULING AND ANTIMICROBIAL CAPACITY OF REVERSE OSMOSIS DESALINATION MEMBRANES BY THE SOL-GEL COUPLING OF SILANES

IMPROVING ANTIFOULING AND ANTIMICROBIAL CAPACITY OF REVERSE OSMOSIS DESALINATION MEMBRANES BY THE SOL-GEL COUPLING OF SILANES. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

[img] PDF
Stamped_Chidera-MS_Thesis_g201707330_Signed_Latest_2.pdf - Submitted Version
Restricted to Repository staff only until 11 May 2021.

Download (3MB)

Arabic Abstract

ملخص الرسالة الاسم الكامل: شيدرا تشرشل ناديكوي عنوان الرسالة: تحسين القدرة المضادة للانسداد ومضادات الميكروبات لأغشية تحلية التناضح العكسي بواسطة دمج مركبات السيلان التخصص: الكيمياء تاريخ الدرجة العلمية: ابريل 2020 تهدف هذه الرسالة العلمية الى تحسين قدرة أغشية تحلية التناضح العكسي بواسطة دمج مركبات السيلان. في هذه الرسالة تم اثنين من مركبات السيلان الهامة مع اغشية تحلية التناضح العكسي. مركبات السيلان التي تم دمجها هي مركب -3أمينو بروبيل ثلاثي ايثوكسي سيلان ومركب -6أمينوهيكسيل -3أمينوبروبيل ثلاثي ميثوكسي سيلان. تم دمج هذه المركبات على أغشية تحلية التناضح العكسي التجارية متبوعا بالنيتروجين الرباعية. ثم تم توصيف الأغشية المعدلة التي تم تحضيرها والأصلية لخصائصها السطحية ذات الصلة باستخدام أجهزة مختلفة. أظهرت صور الفحص المجهري الالكتروني للانبعاثات الميدانية أن بنية طبقة البولي أميد لا تزال سليمة بعد عملية دمج وترسيب الفيلم على الاغشية. الا انه لوحظ ان عملية النترجة الرباعية قللت من الفروق بين القمم والمنخفضات على سطح الأغشية المطلية بـمركبات السيلان الجاذبة او المحبة للماء بعد الترسيب وحتى أكثر جاذبية للماء بعد التثبيط. تؤكد التحليلات الطيفية باستخدام جهاز طيف الأشعة تحت الحمراء وجهاز الأشعة السينية الضوئية الطيفي على وجود مركبات السيلان وذرات النيتروجين الرباعية على سطح الأغشية. أظهر دراسات الالتصاق البكتيري والدراسات على بكتيريا سلبية الغرام هوائية انخفاضا ممتازا في الخلايا على أسطح الغشاء المغلفة بالسيلان. أظهرت معدلات الجراثيم للأغشية المعدلة مع مركبات السيلان ان معدل انخفاض البكتريا ممتاز ويزيد عن .٪ 80علاوة على ذلك، تحسن رفض الملح وتدفق نفاذ الماء بشكل ملحوظ بعد تعديل الغشاء مع مركبات السيلان، مما جعل الدراسة ناجحة.

English Abstract

ABSTRACT Full Name : Chidera Churchill Nnadiekwe Thesis Title : Improving Antifouling and Antimicrobial Capacity of Reverse Osmosis Desalination Membranes by The Sol-Gel Coupling of Silanes Major Field : Chemistry Date of Degree : April 2020 We report herein this research, the deposition of two different but important silanes, 3-APS and 6-AHAS on commercially procured RO membranes and the subsequent quaternization of their nitrogen, N, atoms. The modified and the original membranes were then characterized for their relevant surface characteristics using advanced techniques. FESEM images showed that the ‘peak and valley’ structure of the polyamide layer remains intact after film deposition; however, quaternization reduced the height difference between the peaks and valleys. The membranes coated with 3-APS and 6-AHAS became hydrophilic after deposition and even more hydrophilic after quaternization. The improved quaternization made the samples significantly susceptible to seawater foulants. Spectroscopic analyses with FTIR and XPS confirms the presence of the silanes and the quaternary nitrogen atoms on the surface of the membranes. Bacterial adhesion and studies with P. aeruginosa showed excellently reduced cell attachment on the membrane surfaces coated with the silanes. The bacteriostatic rates for the modified membranes with 3-APS and 6-AHAS showed an excellent killing rate of over 80% both with coated-only and coated with quaternization for the bacteria. Furthermore, salt rejection and water permeation flux also significantly improved after the modification of the membrane with the silanes, thereby making the study a successful one.

Item Type: Thesis (Masters)
Subjects: Chemistry
Environmental
Research
Research > Environment
Divisions: College Of Sciences > Chemistry Dept
Committee Advisor: Majad, Khan
Committee Members: Khalid, R. Alhooshani and Tawfik Abdo, Saleh Awadh
Depositing User: CHIDERA NNADIEKWE (g201707330)
Date Deposited: 11 May 2020 21:21
Last Modified: 11 May 2020 21:21
URI: http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/141537