From Biogenic Silica to Q-Dots Catalysts: Newly Developed Method of Zinc-Silica Material for Sustainable Energy Conversion. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

PDF (This thesis compiles two published papers on sustainable ZnO–SiO₂ catalysts for energy applications) Thesis ABD RAHMAN_202206440_Complete.pdf Restricted to Repository staff only until 15 February 2027. Download (2MB)

Arabic Abstract

ملخص الرسالة الاسم الكامل: عبد الرحمن مارلان عنوان الرسالة: من السيليكا الحيوية إلى محفزات :Q-Dots طريقة مطورة حديثًا لمواد الزنك والسيليكا من أجل تحويل الطاقة المستدامة التخصص: الكيمياء تاريخ الدرجة العلمية: ديسمبر ٥ ٢٠٢ تقدم هذه الأطروحة رحلة بحثية مستمرة حول تطوير أنظمة ZnO–SiO2 الحفازة، تجمع بين مرحلتين متكاملتين: (1) الاستخراج المستدام للسيليكا من النفايات الزراعية وتطبيقها في التحفيز غير المتجانس لإنتاج الديزل الحيوي، و(2) ابتكار نهج متعدد النمو لتخليق محفزات ZnO@SiO2 Q-Dots ذات أداء ضوئي محفز محسّن. في المرحلة الأولى، تم استخدام رماد أوراق التمر كمصدر متجدد للسيليكا لإنتاج محفزات ZnO/SiO2 لتحويل الديزل الحيوي، مما أظهر نشاطًا عاليًا وإمكانية إعادة الاستخدام واستدامة العملية. بناءً على هذا الأساس، قدمت المرحلة الثانية تخليقًا مدعومًا بالتموج ومدفوعًا بجهد زيتا، مما مكن من التبلور والنمو المتزامن لـ ZnO@SiO2 Q-Dots في ظروف معتدلة. أظهرت هذه المواد النانوية سلوكًا بصريًا متعدد الانبعاثات، وتضييقًا في فجوة النطاق إلى ~2.4 eV، وكفاءة تحفيز ضوئي فائقة تحت أشعة الشمس والأشعة فوق البنفسجية. توضح هذه الدراسات مجتمعة مفهومًا موحدًا: تحويل نفايات الكتلة الحيوية إلى مواد وظيفية متطورة من خلال عمليات مبسطة وصديقة للبيئة وقابلة للتطوير. يضع هذا العمل إطارًا مستدامًا لتصميم المحفزات ويشير إلى تطبيقات مستقبلية في مجال الوقود المتجدد والتحفيز الضوئي وتقنيات طاقة الهيدروجين. الكلمات المفتاحية رماد أوراق التمر، محفزات ZnO–SiO2، إنتاج الديزل الحيوي، طريقة المحفز متعدد النمو، ZnO@SiO2 Q-Dots، التحفيز الضوئي، التطبيقات المستقبلية..

English Abstract

ABSTRACT Full Name : ABD RAHMAN MARLAN Thesis Title : From Biogenic Silica to Q-Dots Catalysts: Newly Developed Method of Zinc-Silica Material for Sustainable Energy Conversion Major Field : Chemistry Date of Degree : December 2025 This thesis presents a continuous research journey on the development of ZnO–SiO2 catalytic systems, uniting two complementary stages: (i) the sustainable extraction of silica from agricultural waste and its application in heterogeneous catalysis for biodiesel production, and (ii) the innovation of a multigrowth approach for synthesizing ZnO@SiO2 Q-Dots catalysts with enhanced photocatalytic performance. In the first stage, date-leaf ash was employed as a renewable silica source to produce ZnO/SiO2 catalysts for biodiesel conversion, demonstrating high activity, reusability, and process sustainability. Building on this foundation, the second stage introduced a ripple-assisted, zeta-potential-driven synthesis that enabled simultaneous nucleation and growth of ZnO@SiO2 Q-Dots under mild conditions. These nanoscale materials exhibited multi-emission optical behavior, band-gap narrowing to ~2.4 eV, and superior photocatalytic efficiency under both sunlight and UV irradiation. Together, these studies illustrate a unified concept: converting biomass waste into functional, advanced materials through simplified, green, and scalable processes. The work establishes a sustainable framework for catalyst design and points toward future applications in renewable fuels, photocatalysis, and hydrogen energy technologies. Keywords: Date-leaf ash, ZnO–SiO2 catalysts, Biodiesel production, Multigrowth-catalyst method, ZnO@SiO2 Q-Dots, Photocatalysis, Future Applications.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Chemistry
Department:	College of Chemicals and Materials > Chemistry
Committee Advisor:	Mohammad Nahid Siddiqui,
Committee Members:	Tawfik A Saleh, Abdulrahman A. AL-ARFAJ,
Depositing User:	ABD. RAHMAN, (g202206440)
Date Deposited:	18 Feb 2026 08:46
Last Modified:	18 Feb 2026 08:46
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/144072