Thesis (Ph.D)-Cairo University, 2024.

Bibliography: pages 112-131.

Agricultural residues recycling is the key to valorize agricultural residues. Such as chemical treatments (Pulping, bleaching and acidic hydrolysis) to obtain cellulose nanocrystals from agricultural residues. In this study grinded NRFs were firstly subjected to alkaline and bleaching pretreatments, followed by acid hydrolysis process with varied durations ranging from 5 to 30 min. Microcrystalline cellulose (MCC) was used as reference (control) in comparison with water hyacinth fiber based cellulosenanocrystal. The optimum extracted CNCs was used a reinforcement in sensor for humidity sensing with five treatments. The grinded NRFs samples were investigated using scanning electron microscopy (SEM). The extracted CNCs samples were investigated using Atomic force microscopy (AFM), Raman spectroscopy, and thermogravimetric analysis (TGA). X-ray diffraction (XRD), FT-IR analysis, Transmission electron microscopy (TEM), and X-ray Photoelectron spectroscopy (XPS). Humidity sensors were investigated using Raman spectroscopy, TGA analysis, XRD analysis, Antimicrobial, Mechanical Properties and Humidity-sensing tests. According to grinded water hyacinth fibers, SEM Figures exhibited that cellulose based NRFs appeared as fibril-like shapes, with reduced average size when the NRFs underwent pulping and bleaching processes. According to CNCs, The outcomes obtained by FT-IR, XRD and Raman that the particle size and crystallinity degree of CNCs based NRFs can be affected by acidic hydrolysis durations and optimum extraction time was likely to be 10 min. TEM and AFM images illustrated that a spherical morphology of CNCs was formed as a result of 30 min acid hydrolysis. The XPS study demonstrates that the main constituents of extracted CNCs were carbon and oxygen. For humidity sensor the results showed that, the optimum treatment in sensitivity is CNCs with Polyvinyl alcohol with Polyvinylpyrrolidone

تدوير المخلفات الزراعية هي المفتاح الحصول على مواد ذات قيمة عالية من المخالفات الزراعية. مثل المعالجات الكيميائية للحصول علي بلورات النانو سليلوز.، وفي هذه الدراسة تم إستخدام ألياف نبات ورد النيل المطحون ومعاملتة بالمعالجات القلوية والتبييض ثم التحلل المائي الحمضي بفترات زمنية (5، 10، 20، 30 ) دقيقة. تم استخدام السليلوز المتبلور (MCC) كمرجع للمقارنة بالعينات المستخرجه من نبات ورد النيل وتم إستخدام أفضل عينة نانو سليلوز تم إستخراجها في إنتاج مستشعر لقياس الرطوبة بخمس معاملات مختلفة. تم فحص نباتات ورد النيل المطحونه والمستخدمه في إستخراج بلورات النانور سليلوزبإستخدام المجهر الإلكتروني الماسح (SEM) وتم فحص النانو سليلوز المستخرج بإستخدام مجهر القوة الذرية (AFM)، ومطياف رامان، وتحليل الثبات الحراي (TGA) وحيود الأشعة السينية (XRD) وتحليل FT-IR وإستخدام المجهر الإلكتروني النافذ (TEM) والتحليل الطيفي الضوئي للأشعة السينية (XPS). وتم فحص المستشعرات بإستخدام تحليل رامان وتحليل الثبات الحراي (TGA) وحيود الأشعة السينية (XRD) واختبار الشد وإختبار المقاومة للبكتريا وإختبارات الحساسية. وبالنسبة للنباتات المطحونة أظهرت النتائج التي تم الحصول عليها من SEM أن السليلوز ظهر كأشكال تشبه الألياف وتقل أحجامها مع المعالجات القلوية والتبييض.، وبالنسبة للنانو سليلوز المستخرج أوضحت صورال AFM أن طبوغرافية وخشونه السطح للنانوسليلوز تأثرت بزيادة فترات التحلل المائي، وأظهر حيود الأشعة السينية (XRD) وتحليل FT-IR ومطياف رامان أن درجة التبلور للنانو سليلوز تأثرت بفترات التحلل المائي الحمضي، وأن أمثل وقت التحلل المائي الحمضي هو 10 دقائق للحصول علي أفضل نانو سليلوز ذو درجة تبلور عالية. وأظهرت النتائج التي تم الحصول عليها من اختبار XRD زيادة درجة التبلور مع زيادة فترة التحلل المائي الحمضي حتى 10 دقائق، وتم تأكيد هذه البيانات بواسطة التحليل الطيفي FT-IR. وأوضحت صور TEM أن الشكل الكروي يسود بعد زياده وقت التحلل المائي الحمضي عن 30 دقيقة . وأوضح اختبار XPS أن المكونات الرئيسية للـ CNCs المستخرجة هي الكربون والأكسجين وبالنسبة لمستشعرات الرطوبة أظهرت النتائج أن أفضل المستشعرات في الحساسية هو المستشعر ذو التركيبة (نانوسليلوز مع بولي فاينيل الكحول مع بولي فاينيل بيرليدون).

Issues also as CD.

Text in English and abstract in Arabic & English.