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

Bibliography: pages 48-50.

Biomass-derived carbon-based nanomaterials have demonstrated remarkable potentiality in a
wide array of diverse applications including but not limited to energy storage and conversion,
environmental remediation, and cutting-edge biomedical devices and technologies. These sustainable
and renewable nanomaterials, derived from biomass resources, have garnered significant attention due
to their exceptional properties, such as high surface area, unique porosity, superior electrical
conductivity, and desirable mechanical strength. Additionally, they exhibit promising capability in
addressing critical global challenges associated with energy and environment sectors. This thesis aims,
in the first part, to provide a comprehensive overview of the synthesis strategies employed for the
production of biomass-derived carbon-based nanomaterials, elucidating the associated characteristics,
and highlighting their applications in the aforementioned fields. Furthermore, the challenges and
future prospects for the utilization of these nanomaterials will be discussed, with emphasis on the need
for a sustainable and greener future.
Water pollution is a critical issue that affects both human health and the environment. In the
second part of this work, biomass-based LaFeO3 is prepared by the microwave-assisted method using
rice straw as a cellulose source. Then LaFeO3/graphene oxide (GO) composite is prepared by
ultrasonication to facilitate the perovskite-GO binding. Raman and FTIR spectra of the prepared
composite identify the presence of the perovskite, biochar, cellulose and GO oxide phases and proves
the surface functional groups interactions.
Transmission electron microscope image shows that the GO sheets are homogeneous covered with the
perovskite nanoparticles. The adsorption performance of the LaFeO3

/GO composite for the removal of
methylene blue (MB) and Congo red (CR) dyes from aqueous solution is optimized. Adsorption follows
pseudo 2nd order kinetic model and Freundlich isotherm, with maximum adsorption capacities of 319.5
and 416.7 mg/g for MB and CR, respectively. These values are higher than those reported for magnetic
GO composites, indicating the excellent adsorption ability of the proposed perovskite/GO composite. A
thermodynamic study shows that the adsorption of MB is exothermic, while it is endothermic for CR
and combines physisorption and chemisorption characteristics for both dyes. The proposed adsorbent
shows a good performance in the presence of NaCl interferent, with the possibility of regeneration and
efficient successive reuse.

لقد اثبتت المواد النانوية الكربونية المشتقة من الكتلة الحيوية إمكانات واعدة في مجموعة واسعة من التطبيقات المتنوعة ؛بما في ذلك علي سبيل المثال لا الحصر تخزين وتحويل الطاقة ؛ومعالجة التلوث البيئي ؛والأجهزة والتقنيات الطبية الحيوية المتطور .وقد حظيت هذه المواد النانوية المستدامة والمتجددة المستخلصة من مصادر الكتلة الحيوية ؛باهتمام كبير نظرا لخصائصها الاستثنائية ؛مثل المساحة السطحية العالية ؛والمسامية الفريدة ؛والتوصيلية الكهربائية الفائقة ؛ والقوة الميكانيكية المرغوبة .بالإضافة الي ذلك ؛تظهر هذه الرسالة ؛في جزئها الأول .الي تقديم نظرة شاملة علي استراتيجيات التخليق المستخدمة في انتاج المواد النانوية الكربونية المشتقة من الكتلة الحيوية ؛موضحه الخصائص الأساسية لها؛ وتسليط الضوء علي التطبيقات في المجالات المذكورة أعلاه .علاوة علي ذلك سيتم مناقشة التحديات والافاق المستقبلية لاستخدام هذه المواد ؛مع التركيز علي الحاجة الي مستقبل مستدام واكثر خضرة .
تعد تلوث المياه قضية حرجة تؤثر على صحة الانسان والبيئة. في الجزء الثاني من هذا العمل. يتم تحضير ماده LaFeO3/GO باستخدام الموجات فوق صوتية لتسهيل ارتباط البيروفسكايت بأكسيد الجرافين
.تظهر أطياف Ramanو FTIR للمركب المحضر وجود اطوار البيروفسكايت والفحم الحيوي والسيليلوز واكسيد الجرافين وتأكد علي تثبيت تفاعلات المجموعات الوظيفية السطحية .وتظهر صور المجهر الالكتروني النافذ ان صفائح الجرافين أوكسيد مغطاة بشكل متجانس بجزيئات البيروفسكايت النانوية .وقد تم تحسين أداء امتزاز مركب LaFeO3/GO لإزالة صبغتي المثيلين الأزرقMB و الكونغو الأحمر GR من المحاليل المائية .ويتبع الامتزاز نموذج شبة المرتبة الثانية ونموذج Freundlich مع سعات امتزاز قصوي تبلغ 319,5 و416,7 ملي \جم MB GR, علي التوالي وتعد هذه القيم اعلي من تلك المسجلة لمركبات للجرافين أوكسيد مما يدل علي قدرة الامتزاز الممتازة للمركب .
وتظهر دراسة الديناميكا الحرارية ان امتزاز المثيلين الازق طارد للحرارة؛ في حين ان امتزاز الكونغو الأحمر ماص للحرارة؛ ويجمع بين خصائص الامتزاز الفيزيائي والكيميائي لكلا الصبغتين. يظهر المركب أداء جيدا في وجود تداخل NACLمع امكانيه التجديد وإعادة الاستخدام بكفاءة عالية.

Issues also as CD.

Text in English and abstract in Arabic & English.