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

م نظرً ا بيئيًا تهديدًا صناعية وأصباغ ماء-في-زيت مستحلبات على المحتوية الصناعي الصرف مياه معالجة تشك ل من المشكالت هذه الدراسة هذه تستهدف . الذائبة والملوثات المستقرة المستحلبات إزالة في التقليدية الفصل طرق فعالي ة فصل أداء مع )CA( السليلوز بأسيتات مدعوم GO-UiO-66(OH)₂ الغرافين أكسيد من مركب غشاء تطوير خال ل واالنتقائية النفاذية بين والمفاضلة النفاذية، وانخفاض األغشية، تلوث مثل الشائعة التحديات الدراسة تعالج . مُحسَّ ن . العيوب مضبوط هجين تصميم باستخدا م أغشية على ترسيبه تم ثم والتشتيت، السولفوثِرمال طرق باستخدام GO-UiO-66(OH)₂ النانوي المركب تخليق ت م CA متجانس توزيع وجود الغشاء توصيفات أكدت . بالضغط المدعومة المغلقة النهاية ذات الترشيح طريقة باستخدام كامل شبه رفضًا )GO/MOF ملغم 0.2/2 ( األمثل الغشاء حقق .MOFو GO بين قوية بينية ترابطات م ع خالل من التلوث مقاومة وخصائص الماء تدفق حسّن كما .T بالك إريوكروم وصبغة الزيت لمستحلبات )99.9%> ( % 86 من وأكثر للمستحلب % 97 تقارب تدفق استرجاع ونسبة % 10 من أقل التدفق في انخفاض متوسط على الحفا ظ العيوب في والتحكم الماء محبة زيادة بين التآزري التأثير إلى المُحسَّن األداء هذا يُعزى .T بالك إريوكروم لصبغ ة العيوب هندسة أن الدراسة هذه تُظهر .MOF بـ الخاصة االمتزاز وقدرة الدقيقة المسامية جانب إلى ،GO عن النات ج . المعقدة الصرف مياه لمعالجة للتلوث ومقاومة األداء عالية أغشية لتطوير فعّالة استراتيجية تُعد GO بوساط ة العضوية الفلزية األطر الغرافين، أكسيد السليلوز، أسيتات فصل، صرف، مياه صبغة، مستحلب، : المفتاحية ا

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 (g202417440)
Date Deposited:	13 May 2026 08:16
Last Modified:	13 May 2026 08:16
URI:	https://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/144265