Rational Design of Metal Oxide/g-C₃N₄ Composites via Mechanochemical Synthesis for Removal of Hazardous Dyes in Wastewater. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

PDF MS THESIS ASIF YOUSUF.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 12 May 2027. Download (2MB)

Arabic Abstract

الأصباغ الصناعية مثل رودامين B (RhB) والأزرق الميثيليني (MB) تُعد من الملوثات العضوية طويلة الأمد، ولها تأثيرات بيئية وصحية خطيرة بسبب ثباتها الكيميائي العالي ومقاومتها للتحلل الحيوي. يتم استخدام تقنية ميكانيكية بسيطة وخالية من المذيبات تعتمد على الطحن الكروي لتحضير مركبات من نيتريد الكربون الجرافيتي (gCN)، وهي Bi₂O₃/gCN وTiO₂/gCN، والتي توفر استراتيجية بسيطة واقتصادية وقابلة للتوسع لتصنيع محفزات ضوئية مع نسبة استرجاع عالية للمواد (99%). يتم إضافة أكسيد الفلز بنسب مدروسة تتراوح بين %5–15 وزنيًا بهدف تحديد التركيب الأمثل الذي يحقق أفضل نشاط تحفيزي ضوئي. تُظهر مركبات Bi₂O₃/gCN كفاءة عند نسبة %10 وزنيًا، حيث يتم تحقيق تحلل بنسبة %93.43 لصبغة رودامين B خلال 100 دقيقة. وبالمثل، يتم اختبار مركبات ₂ TiO₂/gCN في تحلل صبغة الأزرق الميثيليني، حيث تحقق العينة ذات نسبة %10 وزنيًا كفاءة تحلل تبلغ حوالي %65 خلال 120 دقيقة، وهو أداء جيد مقارنةً بـ gCN النقي. يتم متابعة عملية التحلل باستخدام مطيافية الأشعة فوق البنفسجية–المرئية، وتُثبت النتائج أن التحميل الأمثل لأكسيد الفلز يعزز من النشاط التحفيزي الضوئي. وبشكل عام، تُظهر هذه الدراسة أن التخليق الميكانيكي السهل مع تحسين منهجي للتركيب يُعد نهجًا فعالًا لتطوير محفزات ضوئية مستدامة وعالية الكفاءة لتطبيقات معالجة مياه الصرف الصحي.

English Abstract

Synthetic dyes like Rhodamine B (RhB) and Methylene Blue (MB) are long lasting organic pollutants with severe environmental and health effects because of their high chemical stability and biodegradation resistance. A simple, solvent-free, mechanochemical ball milling technique is used to prepare composites of graphitic carbon nitride (gCN), Bi₂O₃/gCN and TiO₂/gCN which offer a simple economical and scalable strategy for the fabrication of photocatalysts with high material recovery (99%). The content of the metal oxide is added systematically (5-15 wt%) to find the best composite to give better photocatalytic activity. Bi₂O₃/gCN composites are tested on the degradation of Rhodamine B with the highest efficiency of 10 wt%, which is 93.43% degraded in 100 minutes. On the same note, TiO₂/gCN samples are also tested on the degradation of methylene blue, with the 10 wt% sample having a degradation efficiency of about 65% in 120 minutes, and this is a good performance when compared to pure gCN. The process of degradation is followed by UV-Visible spectroscopy, and it was established that optimal loading of metal oxide improves photocatalytic activity. In general, the present research shows that an easy mechanochemical synthesis with a systematic optimization can be a powerful approach to creating efficient and sustainable photocatalysts to apply to wastewater treatment systems

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Chemistry Environmental Chemical Engineering Physics Electrical
Department:	College of Chemicals and Materials > Materials Science and Engineering
Thesis Advisor:	Muhammad Ihsan Ul Haq,
Thesis Committee Members:	Fahad Alam, Salman Arshad,
Depositing User:	ASIF YOUSUF DIGOO (g202416420)
Date Deposited:	13 May 2026 05:55
Last Modified:	13 May 2026 05:55
URI:	https://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/144247