000 09078namaa22004331i 4500
003 EG-GICUC
005 20260121124203.0
008 260121s2025 ua a|||frm||| 000 0 eng d
040 _aEG-GICUC
_beng
_cEG-GICUC
_dEG-GICUC
_erda
041 0 _aeng
_beng
_bara
049 _aDeposit
082 0 4 _a631.875
092 _a631.875
_221
097 _aM.Sc
099 _aCai01.12.08.M.Sc.2025.Ma.M
100 0 _aMarwa Waheed Mohamed,
_epreparation.
245 1 0 _aMulti-functional hybrid nanocomposites for detection and removal of heavy metals present in wastewater /
_cby Marwa Waheed Mohamed ; Supervisors Prof. Dr. Gehad Genidy Mohamed, Prof. Ahmed Nabile Emam Osman.
246 1 5 _aالمتراكبات النانوية الهجينة متعددة الوظائف للكشف وإزالة بعض الفلزات الثقيلة الموجودة فى مياه الصرف الصحي
264 0 _c2025.
300 _a94 pages :
_billustrations ;
_c25 cm. +
_eCD.
336 _atext
_2rda content
337 _aUnmediated
_2rdamedia
338 _avolume
_2rdacarrier
502 _aThesis (M.Sc)-Cairo University, 2025.
504 _aBibliography: pages 82-94.
520 3 _aWater contamination by heavy metals, particularly chromium, presents a severe environmental and public health concern due to its toxic, non-biodegradable nature and its potential to accumulate in the food chain. Industrial activities, including electroplating, tanning, and textile production, significantly contribute to chromium pollution, particularly in the form of hexavalent chromium (Cr(VI)) and trivalent chromium (Cr(III)). Conventional treatment methods such as chemical precipitation, ion exchange, and membrane filtration have limitations, including high costs and incomplete removal. Nanotechnology has emerged as a promising alternative for water purification due to the unique physicochemical properties of nanomaterials, including high surface area, reactivity, and tunable adsorption capacities. This thesis explores the synthesis, characterization, and application of multifunctional hybrid nanocomposites for the efficient removal of Cr(III) ions from wastewater. The developed nanocomposites include CS/TiO2, CS/ZnO, CS/ZnO/g-C3N4, and CS/TiO2-Ag/g-C3N4, integrating chitosan with metal oxides, graphitic carbon nitride, and silver nanoparticles. These materials were synthesized using environmentally friendly methods and characterized through various analytical techniques such as transmission electron microscopy (TEM), X-ray diffraction (XRD), dynamic light scattering (DLS), zeta potential and Brunauer-Emmett- Teller (BET) surface area analysis. The adsorption performance of the nanocomposites was evaluated under different experimental conditions, including contact time, initial Cr(III) ion concentration, and adsorbent dosage. Among the tested materials, CS/TiO2-Ag/g-C3N4 exhibited the highest adsorption efficiency, achieving a 90.05% removal rate within 150 minutes. The adsorption mechanism followed a two-phase process, consisting of initial rapid surface adsorption followed by intra-particle diffusion. Lower initial chromium concentrations correlated with higher removal efficiencies due to increased availability of adsorption sites. The study also determined optimal adsorption parameters, highlighting the importance of composite composition in maximizing removal efficiency. This research underscores the potential of hybrid nanocomposites as cost-effective and sustainable materials for heavy metal remediation in wastewater treatment applications. By leveraging the synergistic properties of chitosan, metal oxides, and graphitic carbon nitride, these materials offer enhanced adsorption, stability, and reusability. Future research should focus on scaling up production, optimizing regeneration techniques, and exploring real-world industrial applications for sustainable water purification solutions.
520 3 _aالتلوث المائي بالمعادن الثقيلة، ولا سيما الكروم، يمثل مشكلة بيئية وصحية خطيرة نظرًا لطبيعته السامة وغير القابلة للتحلل الحيوي، بالإضافة إلى قدرته على التراكم في السلسلة الغذائية. تساهم الأنشطة الصناعية، مثل الطلاء الكهربائي، ودباغة الجلود، وصناعة النسيج، بشكل كبير في تلوث المياه بالكروم، خاصةً في شكل الكروم السداسي التكافؤ (Cr(VI)) والكروم الثلاثي التكافؤ (Cr(III)). تعاني الطرق التقليدية لمعالجة المياه، مثل الترسيب الكيميائي، وتبادل الأيونات، والترشيح الغشائي، من عدة قيود، بما في ذلك التكلفة العالية والإزالة غير الكاملة للملوثات. ظهرت تقنية النانو كبديل واعد لتنقية المياه بفضل الخصائص الفريدة للمواد النانوية، مثل المساحة السطحية العالية، والنشاط التفاعلي، وإمكانية ضبط قدرة الامتصاص. تهدف هذه الرسالة إلى دراسة تحضير وتوصيف وتطبيق مركبات نانوية هجينة متعددة الوظائف لإزالة أيونات Cr(III) بكفاءة من مياه الصرف الصناعي. تشمل المواد النانوية المطورة متوالفات/متراكبات CS/TiO2 و CS/ZnO وCS/ZnO/g-C3N4 وCS/TiO2-Ag/g-C3N4، والتي تمثل مزيجًا من الكيتوسان وأكاسيد المعادن، وكربون نيتريد الجرافيت، وجسيمات الفضة النانوية. تم تصنيع هذه المواد باستخدام طرق صديقة للبيئة، وتم توصيفها باستخدام تقنيات تحليلية متعددة، مثل المجهر الإلكتروني النافذ (TEM)، وحيود الأشعة السينية (XRD)، وتشتت الضوء الديناميكي (DLS)، وقياس الجهد السطحي (زيتا)، وتحليل مساحة السطح باستخدام طريقة برونور-إيميت-تيلر (BET). تم تقييم أداء الامتصاص للمركبات النانوية تحت ظروف تجريبية مختلفة، شملت زمن التلامس، وتركيز أيونات Cr(III) الأولي، وجرعة المادة الماصة. من بين المواد المختبرة، أظهرت المتوالفات/المتراكبات النانوية المكونة من CS/TiO2-Ag/g-C3N4 أعلى كفاءة امتصاص، حيث حققت معدل إزالة بنسبة 90.05% خلال 150 دقيقة. اتبع آلية الامتصاص نموذجًا ثنائي الطور، تضمن الامتصاص السطحي السريع في المرحلة الأولية، يليه الانتشار داخل الجسيمات. كما أظهرت النتائج أن انخفاض التركيز الأولي للكروم أدى إلى كفاءة إزالة أعلى، بسبب زيادة توافر مواقع الامتصاص. حددت الدراسة أيضًا الظروف المثلى للامتصاص، مما يبرز أهمية تركيبة المواد المركبة في تعزيز كفاءة الإزالة. و تؤكد هذه الدراسة على إمكانات المركبات النانوية الهجينة كمواد فعالة من حيث التكلفة ومستدامة لمعالجة المعادن الثقيلة في تطبيقات تنقية مياه الصرف. من خلال الاستفادة من التفاعلات التآزرية بين الكيتوسان وأكاسيد المعادن وكربون نيتريد الجرافيت، توفر هذه المواد خصائص محسّنة من حيث الامتصاص، والثبات، وإمكانية إعادة الاستخدام. ينبغي أن تركز الأبحاث المستقبلية على توسيع نطاق الإنتاج، وتحسين تقنيات التجديد، واستكشاف التطبيقات الصناعية الواقعية من أجل توفير حلول مستدامة لتنقية المياه.
530 _aIssues also as CD.
546 _aText in English and abstract in Arabic & English.
650 0 _aheavy metals
650 0 _aالفلزات الثقيلة
653 1 _aGraphitic carbon nitride synergy
_aChromium (III) removal
_aChitosan-based adsorbents
_aAdsorbent dosage
_aPlasmonic/metal oxide nanohybrids
_aنيتريد الكربون الجرافيتي
_aإزالة الكروم الثلاثي
700 0 _aGehad Genidy Mohamed
_ethesis advisor.
700 0 _aAhmed Nabile Emam Osman
_ethesis advisor.
900 _b01-01-2025
_cGehad Genidy Mohamed
_cAhmed Nabile Emam Osman
_UCairo University
_FFaculty of Science
_DDepartment of Chemistry
905 _aShimaa
942 _2ddc
_cTH
_e21
_n0
999 _c177914