Publication:
Effect of stabilizer on silver nanoparticles that immobilized on activated carbon derived from durian skin for methylene blue removal

cris.virtual.department#PLACEHOLDER_PARENT_METADATA_VALUE#
cris.virtual.orcid#PLACEHOLDER_PARENT_METADATA_VALUE#
cris.virtualsource.department9395c1a3-698b-45e3-8fc3-20ed54032888
cris.virtualsource.orcid9395c1a3-698b-45e3-8fc3-20ed54032888
dc.contributor.authorDzilal Amir
dc.contributor.supervisorRicca Rahman Nasaruddin
dc.contributor.supervisorSarina Sulaiman
dc.contributor.supervisorNurul Sakinah Engliman
dc.contributor.supervisorMohd Sufri Mastuli
dc.date.accessioned2025-02-13T00:54:21Z
dc.date.available2025-02-13T00:54:21Z
dc.date.issued2025
dc.description.abstractWastewater from textile industry resulted in organic pollutants, mainly dyes which could impair the quality of water and give negative effects to human and aquatic life, especially after a prolonged exposure to the pollutants. Thus, sustainable, and efficient technology to remove them is needed. Catalytic removal of dyes is one of the solutions that have been extensively studied. Silver nanoparticles (AgNPs) are among metal nanocatalysts that have been studied for the removal of dyes in wastewater. The most common dyes being tested is methylene blue (MB). However, using the catalysts alone are not convenient as the catalysts cannot be recycled. Therefore, one of the common solutions is to use support materials such as activated carbon. In this study, we use activated carbon synthesized from durian skins (abbreviated as AC-DS) to immobilize AgNPs. Nevertheless, AgNPs can easily leach from the surface of AC-DS if not properly immobilized. Therefore, research was conducted to investigate the role of stabilizers in the formation of AgNPs and how these stabilizers affect the efficiency of immobilized AgNPs on AC-DS in removing methylene blue. In this study, two types of stabilizers were employed: polyvinylpyrrolidone (PVP) and citrate (Cit). The results were compared to those of the AgNPs synthesized directly on AC-DS without any stabilizers. The effects of different activating agents, temperature and with and without acid washing were also determined. Then, the AgNPs were immobilized on AC-DS by precipitate-deposition method. The efficiency of AC-DS was evaluated based on percentage of MB removal. The faster change from blue MB solution to colorless solution indicate fast and more of MB being absorbed by the AC-DS. UV-Vis’s absorption was used to indicate these results quantitatively. Meanwhile, the performance of AgNPs immobilized on AC-DS was evaluated by catalytic removal of methylene blue using oxidation reaction in which hydrogen peroxide (H2O2) was used as oxidizing agent. Results obtained from this study show that the shape of AgNPs/Citrate were mainly round-like shape while for AgNPs/PVP, about half of the nanoparticles were rod-like or oval-like shape. 1:3 molar ratio of silver precursor-to-stabilizer was the best condition for the synthesis of AgNPs based on the highest AgNPs formation and longer stability. SEM analysis revealed that AC-DS activated by KOH shows more pores. Second, MB adsorption analyses resulted in the best MB removal by AC-DS synthesized using KOH, at 400oC and with acid-washing The AgNP/Citrate@AC-DS resulted in the highest percentage of MB removal (77.44±13%)) as compared to AgNPs/PVP@AC-DS (56.19±18%). In addition, AC-DS immobilised with both AgNPs had better recyclability than the AC-DS alone (only 42.33 ±33.34% of MB removal) showing about 50% improvement to the percentage of MB removal after being used once when the AC-DS was immobilised with AgNPs/Citrate, as compared to the AC-DS alone. These results indicate that the AgNPs that catalyzed the degradation of adsorbed MB by oxidation reaction had facilitated the regeneration of the adsorption sites on the AC-DS surface, thus improving its recyclability. The AgNPs (AgNPs /Citrate) immobilised with AC-DS yielded the highest MB removal percentage (77.4 ± 13%) compared with AgNP/PVP (AgNPs /PVP) immobilised (56.9 ± 18%). The AgNPs also improved the recyclability of AC-DS compared to AC-DS on its own (47.7 ± 4.7%). The AgNPs / Citrate immobilised AC-DS showed the best recyclability (47.3 ± 4.7%) compared with AC-DS (47.9 ± 4.7) on its own (45.3 ± 3.6%). The percentage of MB removed after use once when AC-DS is AgNP immobilised (47.33 ± 3.34%) showed approximately 50% improvement compared to the percentage after use alone. These results suggest that AgNPs, which catalyze the degradation of adorbed MB through oxidation reaction, have enabled the regeneration of adhesion sites on the surface of AC-DS, resulting in improved recyclability.
dc.description.abstractarabicتؤدي المخلفات المائية الناتجة عن صناعة النسيج إلى ظهور ملوثات عضوية، وخاصة الأصباغ التي يمكن أن تؤثر على جودة المياه، وتؤثر سلبًا على الحياة البشرية والمائية، وخاصة بعد التعرض لفترة طويلة للملوثات. وبالتالي، هناك حاجة إلى تكنولوجيا مستدامة وفعالة لإزالتها. تعد الإزالة التحفيزية للأصباغ أحد الحلول التي تمت دراستها على نطاق واسع. تعد جسيمات الفضة النانوية من بين المحفزات النانوية المعدنية التي تمت دراستها لإزالة الأصباغ في مياه الصرف الصحي. يُعد أزرق الميثيل أكثر الأصباغ شيوعًا، التي يتم اختبارها. ومع ذلك، فإن استخدام المحفزات وحدها ليس مناسبًا؛ حيث لا يمكن إعادة تدوير المحفزات. لذلك، فإن أحد الحلول الشائعة هو استخدام مواد داعمة مثل الكربون المنشط. في هذه الدراسة، تم استخدام الكربون المنشط الـمُصنَّع من قشور الدوريان، لتثبيت جسيمات الفضة النانوية. ومع ذلك، فإنه إذا لم يجرِ التثبيت المناسب لجسيمات الفضة النانوية، فإنه يمكن أن تتسرب بسهولة من سطح الكربون المنشط الـمُصنَّع من قشور الدوريان، وبالتالي، تم إجراء هذا البحث لدراسة دور المثبتات المستخدمة في تكوين جسيمات الفضة النانوية، وكيف تؤثر هذه المثبتات على كفاءة جسيمات الفضة النانوية المثبتة على الكربون المنشط الـمُصنَّع من قشور الدوريان، وذلك أثناء إزالة مادة أزرق الميثيل. تم استخدام نوعين من المثبتات في هذه الدراسة، هما: البوليفينيل بيروليدون، والسيترات. وتمت مقارنة النتائج مع جسيمات الفضة النانوية التي تم تصنيعها مباشرة على الكربون المنشط الـمُصنَّع من قشور الدوريان، دون استخدام أي مثبتات. كما تم تحديد تأثير العوامل المنشطة المختلفة، ودرجة الحرارة، باستخدام الغسيل الحمضي، وبدونه. بعد ذلك، تم تجميد جسيمات الفضة النانوية التي تم تصنيعها مباشرة على الكربون المنشط الـمُصنَّع من قشور الدوريان، بواسطة طريقة تخليص الرواسب. وقد تم تقييم كفاءة الكربون المنشط الـمُصنَّع من قشور الدوريان على أساس النسبة المئوية لإزالة أزرق الميثيل. وقد أشار التحوُّل السريع لأزرق الميثيل إلى محلول عديم اللون، إلى امتصاص أسرع وأكبر لأزرق الميثيل بواسطة الكربون المنشط الـمُصنَّع من قشور الدوريان. تم استخدام مقياس امتصاص الطيف المرئي فوق البنفسجي لتفسير تلك النتائج كميًّا. كما تم تقييم أداء جسيمات الفضة النانوية المثبتة على الكربون المنشط الـمُصنَّع من قشور الدوريان، عن طريق الإزالة الحفزية لأزرق الميثيل باستخدام تفاعل الأكسدة الذي تم فيه استخدام بيروكسيد الهيدروجين كعامل مؤكسد. وقد أظهرت النتائج أن شكل جسيمات الفضة النانوية/السترات، كان دائريًّا، أما بالنسبة لشكل جسيمات الفضة النانوية/البوليفينيل بيروليدون، فقد كان حوالي نصف الجسيمات النانوية على شكل قضيب، أو شكل بيضاوي. وقد تبيَّن أن النسبة الجزيئية (3:1) بين مادة الفضة ومادة المثبت هي أفضل ظرف لتخليق جسيمات الفضة النانوية، من حيث الحصول على أعلى تكوين وأطول استقرار لجسيمات الفضة النانوية. وكشف تحليل المجهر الإلكتروني أن الكربون المنشط الـمُصنَّع من قشور الدوريان، والمنشط بواسطة هيدروكسيد البوتاسيوم، قد أظهر المزيد من المسام. ثانيًا، أسفرت تحليلات الامتصاص عن أن أفضل إزالة للميثيل الأزرق بواسطة الكربون المنشط الـمُصنَّع من قشور الدوريان، تم تصنيعها باستخدام هيدروكسيد البوتاسيوم، عند (400) درجة مئوية، ومع الغسيل الحمضي لجسيمات الفضة النانوية باستخدام مثبت السترات، في وجود الكربون المنشط الـمُصنَّع من قشور الدوريان، وذلك بأعلى نسبة إزالة لأزرق الميثيل، بلغت (77.44±13%)، وذلك مقارنة بنسبة (56.19±18%) عند استخدام مثبت البوليفينيل بيروليدون. إضافة إلى ذلك، تبيَّن أنَّ الكربون المنشط الـمُصنَّع من قشور الدوريان، والمثبت بجسيمات الفضة النانوية، يتمتع بقابلية إعادة تدوير أفضل من الكربون المنشط الـمُصنَّع من قشور الدوريان وحده، والذي أنتج نسبة إزالة لأزرق الميثيل بلغت فقط (42.33 ±33.34%)، مما يدل على تحسن (50%) تقريبًا في النسبة المئوية لإزالة أزرق الميثيل بعد استخدامه مع جسيمات الفضة النانوية، مقارنةً باستخدامه وحده. أشارت هذه النتائج كذلك إلى أن جسيمات الفضة النانوية التي حفزت تحلل الميثيل الممتص عن طريق تفاعل الأكسدة قد سهلت تجديد مواقع الامتصاص على سطح الكربون المنشط الـمُصنَّع من قشور الدوريان، وبالتالي حسَّنت قابلية إعادة التدوير. أظهر استخدام جسيمات الفضة النانوية والمثبتة بالسترات، باستخدام الكربون المنشط الـمُصنَّع من قشور الدوريان، أعلى نسبة لإزالة أزرق الميثيل، بواقع (77.4 ± 13%)، وذلك مقارنة باستخدام مثبت البوليفينيل بيروليدون، والذي حقق نسبة إزالة بلغت فقط (56.9 ± 18%). كما تبيَّن أن استخدام جسيمات الفضة النانوية قد حسن قابلية تدوير الكربون المنشط الـمُصنَّع من قشور الدوريان، مقارنة باستخدامه وحده بواقع (47.7 ± 4.7%). كما أظهر استخدام مثبت السترات مع جسيمات الفضة النانوية باستخدام الكربون المنشط الـمُصنَّع من قشور الدوريان أفضل نسبة قابلية للتدوير، بواقع 47.9 ± 4.7))، مقارنة باستخدام الكربون المنشط الـمُصنَّع من قشور الدوريان وحده (45.3 ± 3.6%). تبيَّن كذلك أن نسبة إزالة أزرق الميثيل باستخدام الكربون المنشط الـمُصنَّع من قشور الدوريان مع جسيمات الفضة النانوية حقق نسبة تحسن بلغت (50%) مقارنة باستخدامه وحده بواقع (47.33 ± 3.34%). وتشير هذه النتائج إلى أن جسيمات الفضة النانوية، التي تحفز تحلل الميثيل من خلال تفاعل الأكسدة، قد مكنت من تجديد مواقع الالتصاق على سطح الكربون المنشط الـمُصنَّع من قشور الدوريان، مما أدى إلى تحسين إمكانية إعادة التدوير.
dc.description.cpsemailcps2u@iium.edu.my
dc.description.degreelevelMaster
dc.description.emaildzilalamir@gmail.com
dc.description.identifierThesis : Effect of stabilizer on silver nanoparticles that immobilized on activated carbon derived from durian skin for methylene blue removal / by Dzilal Amir
dc.description.identityG2013826Dzilalamir
dc.description.kulliyahKulliyyah of Engineering
dc.description.nationalityMALAYSIA
dc.description.notesThesis (MSCE)--International Islamic University Malaysia, 2025.
dc.description.physicaldescription1 online resource (xxi, 95 leaves) ; color illustrations.
dc.description.programmeMaster of Science in Engineering
dc.identifier.urihttps://studentrepo.iium.edu.my/handle/123456789/32715
dc.language.isoen
dc.publisherKuala Lumpur : Kulliyyah of Engineering, International Islamic University Malaysia, 2025
dc.rightsJOINTLY OWNED WITH A THIRD PARTY(S) AND/OR IIUM
dc.titleEffect of stabilizer on silver nanoparticles that immobilized on activated carbon derived from durian skin for methylene blue removal
dc.typemaster thesis
dspace.entity.typePublication
oairecerif.author.affiliation#PLACEHOLDER_PARENT_METADATA_VALUE#

Files

Original bundle

Now showing 1 - 1 of 1
Loading...
Thumbnail Image
Name:
G2013826Dzilalamir_SEC.pdf
Size:
15.27 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
Full text

Collections