Thesis (M.Sc)-Cairo University, 2025.

Bibliography: pages 72-86

Water pollution caused by industrial effluents containing poisonous organic compounds is a
significant worry and has been identified as one of the foremost issues of contemporary civilization,
escalating to frightening levels that impact living organisms. The population surge and heightened
industrial activity led to the continual discharge of harmful effluents. Dyes are among the most prevalent
organic contaminants globally. Dyes are extensively used throughout several sectors, including paper,
textiles, plastics, leather, and food. Discharge of effluents and wastewater containing colors from industry
into rivers and natural streams presents significant risks and environmental issues. Even a little number
of dyes may alter the coloration of large water bodies, affecting aesthetic value and reducing light
penetration necessary for photosynthesis, which impacts aquatic vegetation. Moreover, many dyes are
poisonous and carcinogenic, potentially impacting human health. Cresyl fast violet (CFV) and methyl
red dye (MR) have garnered significant attention due to their detrimental effects on the ecology, as well
as their mutagenic and carcinogenic properties. Therefore, it is essential to devise a novel approach for
the elimination of CFV and MR. A variety of treatment procedures are used to eliminate organic
contaminants from wastewater; nevertheless, the adsorption process is superior due to its versatility, cost-
effectiveness, simple design, and ease of operation. Numerous adsorptive materials, including
nanoceramic substances, have been used to eliminate dyes from aqueous solutions. Mullite is used among
nanoceramics owing to its large surface area, significant porosity, and simplicity of production. Mullite
was prepared by sol-gel method and then examined as an effective adsorbent for the elimination of Cresyl
fast violet (CFV) and methyl red dye (MR), achieving removal efficiencies of 99.50% and 97.5%,
respectively. Mullite non-particles were studied using XRD, TEM, AFM, BET, and contact angle
measurements. The adsorption characteristics of dyes were examined in batch studies, considering
several parameters like contact duration, pH, adsorbent dosage, starting dye concentration, and stirring.
The kinetic analysis demonstrated that the adsorption of CFV and MR onto mullite nanoparticles adhered
to the pseudo-second order model. The experimental results were evaluated using Langmuir, Friendship,
Temkin, and DKR isotherm equations to estimate the adsorption isotherm. The isotherm data was found
to conform to Friendship and DKR isotherm models. The desorption analysis of CFV and MR dyes
demonstrated exceptional regeneration efficiency.

تم تحضير مادة النانو سيراميك من الموليت بطريقة السول-جل. تم وصف شكل جسيمات النانو الموليت وحجم الجسيمات وأقطار المسام وبنية الطور البلوري بدقة باستخدام مساحة سطح BET وجهد زيتا، حيود الأشعة السينية (XRD)، المجهر الإلكتروني النافذ (TEM)، المجهر الإلكتروني الماسح (SEM) بالإضافة إلى تحليل الأشعة السينية المشتتة للطاقة (EDAX). تم استخدام مادة النانو سيراميك من الموليت المصنعة كمادة ماصة لإزالة الأصباغ مثل صبغة كريسيل فاست فيلوت وصبغة الميثيل الأحمر من مياه الصرف الصحي. للكشف عن امتصاص كل صبغة بواسطة مادة النانو سيراميك من الموليت المحضرة، تم إجراء عملية الامتزاز بالدفعات بمعلمات مختلفة مثل الرقم الهيدروجيني وجرعة المادة الماصة ووقت التلامس وسرعة التحريك والتركيز. من خلال استخدام الأدوات الإحصائية مثل تحليل التباين وخبير التصميم، تم نمذجة معلمات إزالة الصبغة وتحسينها. كانت الظروف المثلى لإزالة الكريسيل البنفسجي السريع باستخدام نانو موليت عند درجة حرارة الغرفة، pH 7، 600 دورة في الدقيقة لمدة 30 دقيقة، مما أدى إلى إزالة حوالي 99٪ من الصبغة. يمكن إجراء عملية الامتصاص دون تغيير درجة الحرارة أو الرقم الهيدروجيني. بعد مدة 10 دقائق، تجاوز الإزالة 90٪. في حالة صبغة الميثيل الأحمر، كانت ظروف الإزالة المثلى باستخدام 1000 ملغ من الجسيمات النانوية مما أدى إلى إزالة أكثر من 97٪ من الصبغة. بالإضافة إلى إمكانية إجراء عملية الامتصاص دون تغيير الرقم الهيدروجيني أو درجة الحرارة. يمكن إعادة استخدامه عدة مرات. كانت أكثر من 90٪ من عملية الامتزاز فعالة حتى أربع دورات. تُظهر قابلية إعادة استخدام موليت مدى قدرة الماص على تحمل التكاليف وفائدته، فضلاً عن إمكاناته للتقييم والتطبيق في معالجة مياه الصرف الصحي. تم تحديد درجة حرارة التوازن باستخدام نماذج Langmuir وFreundlich وDKR وTemkin. علاوة على ذلك، تم تحديد حركية الامتزاز باستخدام نماذج الانتشار شبه الأول وشبه الثاني وداخل الجسيمات.

Issues also as CD.

Text in English and abstract in Arabic & English.