Ndaka, Furaha (2026) Synthesis and Application of Graphene Oxide & Mof Composite Based Cellulose Acetate Membrane for Aqueous Oil and Dye Removal. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

PDF (MS Thesis Report) 202417440_CE 610 THESIS FINAL REPORT.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 13 May 2027. Download (5MB)

Arabic Abstract

تشكل معالجة مياه الصرف الصناعي المحتوية على مستحلبات زيت-في-ماء وأصباغ صناعية تهديدًاً بيئيًا نظرًا لعدم فعالية طرق الفصل التقليدية في إزالة المستحلبات المستقرة والملوثات الذائبة. تستهدف هذه الدراسة هذه المشكلات من مع أداء فصل (CA) مدعوم بأسيتات السليلوز GO-UiO-66(OH)₂ خلال تطوير غشاء مركب من أكسيد الغرافين مُحسَّن .تعالج الدراسة التحديات الشائعة مثل تلوث الأغشية، وانخفاض النفاذية، والمفاضلة بين النفاذية والانتقائية .باستخدام تصميم هجين مضبوط العيوب باستخدام طرق السولفوثِرمال والتشتيت، ثم تم ترسيبه على أغشيةGO-UiO-66(OH)₂ تم تخليق المركب النانوي باستخدام طريقة الترشيح ذات النهاية المغلقة المدعومة بالضغط .أكدت توصيفات الغشاء وجود توزيع متجانس CA رفضًا شبه كاملGO/MOF) 0.2/2 ملغم) حقق الغشاء الأمثلMOF. وGO مع ترابطات بينية قوية بين كما حسّن تدفق الماء وخصائص مقاومة التلوث من خلا لT. لمستحلبات الزيت وصبغة إريوكروم بلاك (%9.99>) %الحفاظ على متوسط انخفاض في التدفق أقل من 10 %ونسبة استرجاع تدفق تقارب 97% للمستحلب وأكثر من 86 يعُزى هذا الأداء المُحسَّن إلى التأثير التآزري بين زيادة محبة الماء والتحكم في العيوب T. لصبغة إريوكروم بلاك تظُهر هذه الدراسة أن هندسة العيوب MOF. إلى جانب المسامية الدقيقة وقدرة الامتزاز الخاصة ب ،GO الناتج عن .تعُد استراتيجية فعّالة لتطوير أغشية عالية الأداء ومقاومة للتلوث لمعالجة مياه الصرف المعقدة بوساطة GO

English Abstract

Industrial wastewater treatment containing oil-in-water emulsions and synthetic dyes pose an environmental threat due to the ineffectiveness of conventional separation methods in removing stable emulsions and dissolved pollutants. This study targets these issues through the development of a graphene oxide GO-UiO-66(OH)2 composite membrane supported on cellulose acetate (CA) with an improved separation performance. The research addresses prevalent challenges such as membrane fouling, low permeability, and the permeability-selectivity trade-off using a defect-regulated hybrid design. The GO-UiO-66(OH)2 nanocomposite was synthesized via solvothermal and dispersion methods and then deposited on CA membranes using a dead-end pressure-assisted filtration method. The membrane characterizations confirmed homogeneous dispersion with strong interfacial associations between GO and MOF. The optimal membrane (0.2/2 mg GO/MOF) achieved a nearly complete rejection (>99.9%) of oil emulsions and Eriochrome Black T dye. And further improved the water flux and antifouling performances by retaining the average of <10% flux decline and a flux recovery ratio of approximately 97% for emulsion and more than 86% for Eriochrome Black T. The enhanced performance is attributed to the synergistic effect of GO-induced hydrophilicity and defect control, combined with MOF microporosity and adsorption capability. This study demonstrates that GO-mediated defect engineering is an effective strategy for developing high-performance, antifouling membranes for complex wastewater treatment applications. Keywords: Emulsion, dye, wastewater, separation, cellulose acetate, graphene oxide, Metal organic framework

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Civil Engineering Civil Engineering > Water and Environmental Engineering
Department:	College of Design and Built Environment > Civil and Environmental Engineering
Thesis Advisor:	Muhammad Vohra,
Thesis Co-Advisor:	Nadeem Baigh,
Thesis Committee Members:	Mohammad Al-Suwaiyan,
Depositing User:	FURAHA NDAKA
Date Deposited:	13 May 2026 08:16
Last Modified:	02 Nov 2026 12:24
URI:	https://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/144265