Thesis (Ph.D)-Cairo University,2022.

Bibliography: p. 231-206.

This work has been carried out to study the different properties of Direct Orange 26 (DO26), and Direct Red
31(DR31) textile dyes; which are two of the most important direct dyes used for textile dyeing, through different
experimental and computational studies on the structure of the
dyes. Also, in this thesis, different methods and analytical tools
were used to estimate the extent of decolourization,
degradation, and detoxification of these commercial textile
dyes; which have a harmful and carcinogenic effect on
humans, animals and plants and the environment in general.
The exploration of spectroscopic vibrational, electronic
structural, tautomerism, electronic excitation, chemical
reactivity and hydrogen bonding analysis of combined density
functional theory with TD-DFT and atoms-in-molecule were
done in complementary and comparison with practical analyses
of DO26 dye as an example of this category of dyes. In
addition, FT-IR, mass and thermal analyses of both DO26 and
DR31.
This helped to determine most probable sites for electrophilic, nucleophilic, and radical attacks, thus; choosing
suitable technique to treat wastewater results from
manufactories that use these textile dyes. In addition, it helped
to suggest suitable mechanism for the degradation of the DO26
and DR31 dyes.
The chemical Fenton’s degradation of the selected dyes
using ferrous sulphate (Fe2SO4.7H2O) with 30% hydrogen
peroxide (H2O2) and the electrochemical degradation of
wastewater effluents of targeted dyes using eco-friendly
graphite electrodes in the presence of sodium chloride (NaCl)
as supporting electrolyte were investigated.
The optimum conditions of pH, hydrogen peroxide,
ferrous ion concentration, temperature and initial dye
concentration; that controlling the purposed chemical Fenton’s
degradation were studied.
The optimum conditions, which controlling the
proposed electrochemical degradation, as pH, current intensity,
supporting electrolyte concentration, and initial dye
concentration were studied. The degradation efficiency of
tested dyes followed using Ultraviolet-Visible (UV-Vis)
spectroscopic technique and chemical oxygen demand (COD)
measurements.
The redox process of the textile dyes on the surface of
the graphite electrode was explained via cyclic Voltammetry
(CV). The chemical Fenton’s degradation and electrochemical
degradation of actual textile wastewater effluents samples of
DO26 and DR31 textile dyes were compared with synthetic
onesThe identification of the degradation products were
assessed using gas chromatography-mass detector
spectrometry (GC-MS) analysis. The proposed schemes of
pathways for DO26 and DR31 dyes degradation by chemical and
electrochemical oxidation/reduction techniques was given depending
on GC-MS results.

تم إعداد ھذه الرسالة لدراسة الخصائص المختلفة لصبغتي النسیج البرتقالي المباشر 26) DO26 (والأحمر المباشر 31) DR31 ،(وھما اثنان من أھم الصبغات المباشرة المستخدمة في صباغة المنسوجات، وذلك من خلال دراسات تجریبیة معملیة وحسابیة مختلفة ً تم استخدام طرق وأدوات تحلیلیة مختلفة لتقدیر مدى إزالة حول بنیة ھذه الأصباغ. أیضا اللون والتحلل وإزالة سمیة ھذه الأصباغ النسیجیة التجاریة والتي لھا تأثیر ضار ومسرطن على الإنسان والحیوان والنبات والبیئة بشكل عام. تم إجراء استكشاف الطیف الاھتزازي، والتركیب الالكتروني، والتشكیل، والإثارة الإلكترونیة، والنشاط الكیمیائي، وتحلیل الروابط الھیدروجینیة للنظریة الوظیفیة للكثافة المجمعة مع DFT-TD ،والذرات في الجزيء بالتكامل والمقارنة مع التحالیل العملیة لصبغة DO26 كمثال من ھذه الفئة من الأصباغ. بالإضافة إلى ذلك، تحالیل الأشعة تحت الحمراء (IR-FT ،(وتحلیل الكتلة (Mass ،(والتحلیل الحراري (Thermal (لكل من DO26 وDR31. ساعد ھذا في تحدید أكثر المواقع احتمالیة لحدوث ھجمات الالیكتروفیل، النیوكلیوفیل، والجذور الحرة ومن ثم اختیار التقنیة المناسبة لمعالجة المیاه العادمة الناتجة من المصانع التي تستخدم ھذه الصبغات النسیجیة. بالإضافة إلى ذلك، فقد ساعد في اقتراح آلیة مناسبة لتدھور الصبغتان DO26 وDR31 . تم بحث التحلل الكیمیائي لفنتون باستخدام كبریتات الحدیدوز (7H2O.Fe2SO4 ( ً بحث التحلل الكھروكیمیائي مع فوق أكسید الھیدروجین (H2O2 (تركیز 30 ،% وأیضا لمخلفات میاه الصرف للأصباغ المستھدفة باستخدام أقطاب الجرافیت الصدیقة للبیئة في وجود كلورید الصودیوم (NaCl (كإلكترولیت داعم. تم دراسة الظروف المثالیة من الأس الھیدروجیني، فوق أكسید الھیدروجین، تركیز أیون الحدیدوز، والتركیز الأولي للصبغة والتي تتحكم في الانحلال الكیمیائي المقترح فنتون.