TY  - BOOK
AU  - Abdulaziz Faisal Ismail Sadik,
AU  - Rabab Mahmoud El-Sherif
AU  - Eman Mohamad Mustafa
TI  - Fabrication of bio-supramolecular metal-organic  material membranes for water desalination and its  effect on the microenvironment
U1  - 628.162 
PY  - 2025///
KW  - water desalination
KW  - تحلية المياه
KW  - Polysulfone membrane
KW  - Nanocomposite
KW  - Water desalination
KW  - Metal Nanocomposite
KW  - Metal-Organic Framework
KW  - Green synthesis
KW  - غشاء بولي سولفون
KW  - مركبات النانو
N1  - Thesis (M.Sc)-Cairo University, 2025; Bibliography: pages 62-64.; Issues also as CD
N2  - Freshwater scarcity is a pressing global challenge, and desalination has become a vital solution, particularly in regions where natural freshwater resources are limited. In this study, novel polysulfone (PSU) membranes incorporated with green-synthesized metal-doped silica nanocomposites were developed to enhance desalination performance. Silica doped with titanium (Ti), zinc (Zn), and silver (Ag) nanoparticles was synthesized using citrus peel extracts, providing a sustainable and eco-friendly alternative to conventional chemical routes. The resulting membranes (PSU-Si, PSU-Si-Ti, PSU-Si-Zn, and PSU-Si-Ag) were systematically characterized by XRD, Raman spectroscopy, BET analysis, DLS, zeta potential, SEM-EDX, and TEM. Structural analysis confirmed successful metal incorporation, with characteristic XRD peaks and Raman shifts supporting the integration of TiO₂, ZnO, and Ag. BET and TEM data showed improved pore structures and nanoscale morphologies, with Si-Ti exhibiting small spherical particles (20–50 nm) and Si-Ag averaging 57.64 nm. Performance evaluation using Quartz Crystal Microbalance (QCM) revealed that PSU-Si-Ag achieved the best overall desalination efficiency, with high salt rejection (0.62 µg/cm² adsorption) and excellent stability (-0.23 Hz/min). PSU-Si-Ti also showed promising results, combining high salt rejection (1.02 µg/cm²) with reasonable stability, while PSU-Si-Zn offered moderate improvements. Antimicrobial testing demonstrated that PSU-Si-Ag had the strongest biological resistance, reflected in larger inhibition zones and lower MIC/MBC values compared to other membranes These findings highlight the potential of green-synthesized nanocomposite PSU membranes, particularly those incorporating silver and titanium, to enhance desalination efficiency while offering antifouling and antimicrobial benefits. Further optimization is recommended to advance their applicability in large-scale water treatment; تُعد تحلية المياه تقنية ضرورية لمواجهة أزمة ندرة المياه العالمية. وعلى الرغم من استخدام أغشية البوليسلفون (PSU) على نطاق واسع في هذا المجال، إلا أن لها عدة قيود، مثل التلوث الحيوي، وانخفاض كفاءة رفض الأملاح، وضعف النفاذية. وفي هذا البحث، تم تعديل أغشية PSU باستخدام مواد نانوية مركبة خضراء تم تحضيرها بطريقة صديقة للبيئة، شملت السيليكا (Si) والسيليكا-الفضة (Si-Ag) والسيليكا-التيتانيوم (Si-TiO₂) والسيليكا-الزنك (Si-ZnO)، حيث تم استخدام قشور الحمضيات في تحضير بعض هذه المواد، ما يعكس توجهًا نحو الاستدامة في إنتاج المواد النانوية. أظهرت تقنيات التحليل المختلفة نجاح دمج المواد النانوية في مصفوفة الغشاء، حيث كشفت تحاليل XRD عن قمم مميزة تشير إلى وجود الفضة في شكل بلوري (fcc) داخل غشاء PSU-Si-Ag، بينما أكدت تحاليل FTIR وRaman سلامة التركيب البنيوي للبوليمر مع ظهور تحولات في بعض القمم نتيجة ارتباط الجسيمات النانوية. كما أكدت نتائج SEM-EDX التوزيع المتجانس للعناصر Si وAg وTi وZn وS وC وO، مع تغيّر واضح في نسبة الأكسجين إلى الكربون، مما يشير إلى تحسن في خواص السطح المحبة للماء، وهو ما ينعكس إيجابيًا على نفاذية المياه وكفاءة رفض الأملاح. بيّنت اختبارات QCM أن غشاء PSU-Si-Ag يمتلك أفضل أداء في رفض الأملاح ومقاومة التلوث الملحي، خصوصًا تجاه أملاحKClوMgCl₂، مقارنةً بالأغشية الأخرى، إضافةً إلى إظهاره استجابة ديناميكية متميزة مع أنواع مختلفة من المياه المالحة. كما أظهرت اختبارات الفعالية الحيوية أن هذا الغشاء يتميز بأعلى نشاط مضاد للميكروبات، ما يُسهم في تقليل التلوث الحيوي ويعزز من كفاءة التشغيل في نظم التحلية. من ناحية أخرى، أظهرت الأغشية المحتوية على Si-TiO₂وSi-ZnOقدرة عالية على امتصاص الأملاح بمعدلات سريعة، ما يعزز من فعاليتها في إزالة أيونات معينة، وإن كانت بحاجة إلى تحسين الأداء في نظم التحلية المستمرة نظرًا لاحتمالية تشبعها السريع. كما تشير نتائج وجود التيتانيوم إلى إمكانية امتلاك خصائص ضوئية تحفيزية قد تُسهم في تقليل التلوث. بشكل عام، يُعد غشاء PSU-Si-Ag هو الأكثر وعدًا من بين الأغشية المدروسة، لما يمتاز به من كفاءة عالية في رفض الأملاح، وتوزيع منتظم للجسيمات النانوية، وفعالية ميكروبية واضحة، مما يجعله مرشحًا قويًا لاستخدامه في تطبيقات التحلية المتقدمة والمستدامة. وتُبرز هذه النتائج أهمية استخدام المواد النانوية المركبة الخضراء لتحسين أداء الأغشية ودعم التحول نحو تقنيات تحلية أكثر كفاءة واستدامة
ER  -