GRAPHENE-BASED MEMBRANES FOR ENHANCED PERFORMANCE OF WATER PURIFICATION

GRAPHENE-BASED MEMBRANES FOR ENHANCED PERFORMANCE OF WATER PURIFICATION. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

[img] PDF
MS_Thesis_ALI 201904650 final.pdf - Accepted Version
Restricted to Repository staff only until 9 August 2022.

Download (4MB)

Arabic Abstract

يؤدي تلوث المياه بالأملاح والمركبات العضوية وغير العضوية إلى جعل المياه غير صالحة للاستخدام. لذلك، يجب تطوير استراتيجيات المعالجة المسبقة والتنقية الفعالة لمعالجة العديد من الملوثات في الماء في وقت واحد. أدى التقدم في علم النانو وعلوم البوليمرات إلى جعل تكنولوجيا الأغشية طريقة علاج واعدة. هذه الطريقة فعالة للغاية في العديد من التطبيقات مثل تنقية مياه الشرب ومعالجة مياه الصرف الصحي. وبالتالي، فقد حظيت باهتمام كبير. تعتبر الأغشية القائمة على المركبات غير العضوية البوليمرية قوية لأنها تجمع بين العديد من الخصائص مثل الاستقرار الكيميائي والميكانيكي والحراري. في هذا العمل تم تحضير أغشية فعالة من خلال دمج الجرافين المعدل مع الأمينات في بولي أميد من كلوريد تريميسويل و م-فينيلين ديامين. تم التحقق من التشكل الهيكلي السطحي والمجموعات الكيميائية والعنصرية والوظيفية للأغشية المركبة باستخدام المجهر الإلكتروني لمسح الانبعاث الميداني والتحليل الطيفي للأشعة السينية المشتتة للطاقة والأشعة السينية المشتتة وتحويل فورييه بالأشعة تحت الحمراء. - التحليل الطيفي الأحمر. تم تقييم معاملات الأداء للأغشية المحضرة حديثًا بما في ذلك تدفق النفاذية، ورفض الملح، وازالة الهيدروكربونات مع تحسين المعلمات التجريبية ذات الصلة. أظهرت الأغشية المقترحة ثباتًا عاليًا وتدفقًا عاليًا ورفضًا للملح ورفضًا للزيت. أظهرت الأغشية المحضرة أداءً معززًا في رفض الملح العالي، وحوالي 100٪ من الهيدروكربونات المستخدمة في هذه الدراسة، وأكثر من 96٪ من الإزالة الكلية لأيونات معدن النيكل والكروم والرصاص. نظرًا لأدائها الجيد، فإن الأغشية المحضرة ذات الثبات الممتاز والتدفق العالي في تقنيه الماء من الاملاح والمركبات العضوية الخطرة وتعتبر من التطبيقات الواعدة للغاية في تقنية المياه من الشوائب في التطبيقات العملية.

English Abstract

Water pollution from salts, organic and inorganic compounds makes the water unsuitable for use. Therefore, efficient pre-treatment and purification strategies shall be developed to simultaneously address many pollutants in water. The advancement in nanoscience and polymer science has made membrane technology a promising treatment method. This method is very effective for several applications such as purification of drinking water and treatment of wastewater. Consequently, it has received great interest. Polymer-inorganic composites-based membranes are powerful since they combine several properties such as chemical, mechanical and thermal stability. In this work, efficient membranes were prepared by integrating graphene modified with amines in polyamide of trimesoyl chloride and m-phenylenediamine. The surface structural morphology, chemical, elemental, and functional groups of the synthesized membranes were ascertained with Field Emission Scanning Electron Microscope (FESEM), Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDX), X-ray dispersive (XRD), and Fourier Transform Infra-red spectroscopy (FTIR). The performance parameters of the newly prepared membranes including permeate flux, salt rejection, and hydrocarbons rejection were evaluated with optimization of the related experimental parameters. The proposed membranes showed high stability, high flux, salt rejection, and oil rejection. The prepared membranes showed enhanced performance high salt rejection, and about 100 % hydrocarbons rejection, and more than 96 % total removal of nickel, chromium, and lead metal ions. Due to their good performance, the prepared membranes are highly promising in practical applications.

Item Type: Thesis (Masters)
Subjects: Chemistry
Environmental
Department: College of Chemicals and Materials > Chemistry
Committee Advisor: Awadh, SALEH
Committee Members: Alhooshani, Khalid and asrof, ali
Depositing User: ALI ALKENANI (g201904650)
Date Deposited: 18 Aug 2021 07:39
Last Modified: 18 Aug 2021 07:39
URI: https://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/141936