Green-synthesized TiO2 Photocatalyst using Pomegranate Peel for Solar Greywater Disinfection. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

PDF Master Thesis_Aya.pdf Restricted to Repository staff only until 12 January 2027. Download (2MB)

Arabic Abstract

ت ثيح نم ًلااّعفو اًمادتسم ً لًح ةيدامرلا هايملا مادختسا ةداعإ د وضعلا تاثولملاو يبوركيملا ثولتلا نأ لاإ ،ةفلكتلا ىلع مئاق يئوض يزفح ماظن ريوطت مت ،ةساردلا هذه يف .ةميسج ةيحص رطاخم ناضرفي ةرمتسملا ةي TiO₂ ةيسمشلا ةقاطلاب لَّعفُمو نامرلا روشق صلختسم مادختساب (Punica granatum) ءايميكلا ئدابم عم قفاوتم دروم ىلإ تايافنلا ليوحت جهن نمض ،يعيبط تيبثتو لازتخا لماعك ءارضخلا . نيراسم ةنراقم تمت نييريضحت — مادختساب يعضوملا قيلختلاو ةقحلًلا ةيويحلا ةيفيظولا TiCl₄ ةيئايزيفلاو ةيوينبلا ليلاحتلا تدكأو .تابيذم ةمظنأ ةسمخ مادختساب- ةيئايميكلا XRD ، FTIR ، SEM/TEM و EDX دقو .بيذملا ماظن ىلع ةيوينبلاو ةيحطسلا صاوخلا دامتعاو يقنلا زاتانلأا روط نّوكت رهظأ TiO₂ ةطاسوب رَّضحملا TiCl₄ لوناثيلإا ماظن يف– صئاصخو يوينب لماكت لضفأ ءاملا ةيحطس . ترهظأ قيلختلا راسم نأ نيليثيملا قرزأ مادختساب يئوضلا زيفحتلا تارابتخا زفحم ققح ذإ ؛ءادلأا يف مساحلا لماعلا وه TiCl₄ لوناثيإ–ءام دنع ةلماك ةلازإ 30 نويلملاب ا ًءزج %و 91.66 دنع 60 ةيساسحو ملًظلا يف ايريتكبلل داضملا طاشنلا فعض ىلع بلغتللو .يعيبطلا سمشلا ءوض تحت نويلملاب ا ًءزج TiO₂ .اًيونان ةضفلا تاميسج لاخدإ مت ،عاعشلإا ةدشل قحو بكرملا ق Ag–PPP–TiO₂ لوناثيإ( ليمحتلا ضفخنم–اًيوق اًداضم ا ًطاشن )ءام (MIC = 15.6 و MBC = 7.8 لم/مارغوركيم للًخ ً لًماك اًميقعتو 20 تارابتخلاا تدكأو .ةقيقد ايملا ةجلاعمل يزكرملًلا قيبطتلل هتاناكمإ زربي امم ،ةدقعم تافوفصم يف ماظنلا ةءافك ةيقيقح ةيدامر هايم ىلع ةيسمشلا ةقاطلاب ه . ةيحاتفملا تاملكلا : نامرلا روشق ؛مويناتيتلا ديسكأ يناث ؛رضخلأا ريضحتلا ؛ةيدامرلا هايملا ةجلاعم (Punica granatum) ةيضفلا ةيونانلا تابكرملا ؛ايريتكبلل داضملا طاشنلا ؛يسمشلا يئوضلا زيفحتلا ؛ .

English Abstract

Water scarcity is a critical global challenge, particularly in off-grid and resource limited regions lacking centralized water treatment. Greywater reuse offers a sustainable solution; however, microbial contamination and persistent organic pollutants pose serious health risks. In this work, a green, solar-activated TiO₂ based photocatalytic system was developed using Punica granatum (pomegranate) peel extract as a natural reducing and stabilizing agent, adopting a waste-to-resource strategy consistent with green chemistry principles. Two synthesis routes—post-synthetic biofunctionalization and in situ TiCl₄-mediated synthesis—were systematically evaluated using five solvent systems. Structural and physicochemical characterization (XRD, FTIR, SEM/TEM, and EDX) confirmed phase-pure anatase TiO₂ and solvent-dependent surface and morphological features. Among all formulations, TiCl₄-derived TiO₂ synthesized in the ethanol–water system exhibited the most favorable structural integration and surface properties. Photocatalytic evaluation using methylene blue demonstrated that synthesis route was the dominant performance determinant. The optimized TiCl₄ (ethanol–water) catalyst achieved complete degradation at 30 ppm and 91.66% degradation at 60 ppm under natural sunlight, while biofunctionalized materials showed pronounced efficiency loss at higher pollutant loads. To overcome the weak dark antibacterial activity and irradiance sensitivity of TiO₂, silver nanoparticles were incorporated via phytochemical-mediated in situ reduction. The optimized low-silver-loading Ag–PPP–TiO₂ (ethanol–water) nanocomposite exhibited strong intrinsic antibacterial activity (MBC 15.6 µg/mL; MIC 7.8 µg/mL) and complete bacterial inactivation within 20 minutes. Validation using real greywater confirmed robust performance in complex matrices, highlighting strong potential for decentralized solar-driven greywater treatment.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Chemistry Environmental
Department:	College of Chemicals and Materials > Bioengineering
Committee Advisor:	Khan, Muhammad Faizan
Committee Members:	Khalil, Amjad and Saleh Awadh, Tawfik
Depositing User:	AYA REZAIGUIA (g202390430)
Date Deposited:	12 Jan 2026 08:35
Last Modified:	12 Jan 2026 08:35
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/144022