Date of Award

6-2024

Document Type

Dissertation

Degree Name

Doctor of Philosophy in Chemistry

Department

Chemistry

First Advisor

Yaser E. Greish

Second Advisor

Mohamed Alazab Alnaqbi

Third Advisor

Mohamed Iqbal

Abstract

Water scarcity has emerged as a critical global challenge. This problem catches the world's interest through events such as the severe drought in Europe during the summer of 2022. While desalination plants offer a solution, their high energy consumption necessitates the exploration of alternative, sustainable water resources. Addressing the urgent need for alternative water resources in the face of increasing water scarcity. A viable option was presented by fog harvesting, which is a method to collect water from atmospheric fog. This method was initially developed to meet the demands of a variety of sectors such as agricultural purposes, and household use, and reduce the load on the desalination plants by using the advancements in material science that have expanded its potential to meet broader water demands. This research explores enhancement in fog collection efficiency using nanocomposite materials, specifically polyvinylchloride/titanium oxide (PVC/TiO2) and polystyrene/titanium oxide (PS/Ti O2). Additionally, the study examines the potential of polyethylene 2,5-furanoate (PEF), a biobased polymer derived from plant sources, as a sustainable alternative to polyethylene terephthalate (PET) for water harvesting applications. An aluminum mesh was employed as the base structure for the fog collectors. After that, it was coated with our polymer composite constructed through dipping and electrospinning methods. The coated polymer composite mesh demonstrated significant improvements in water harvesting rates. The findings suggest that innovative material combinations can lead to alternative, sustainable, and renewable sources of water.

Arabic Abstract


تطوير أغشية وظيفية هجينة عالية الكفاءة من أجل الحصاد المستدام للمياه

ظهرت ندرة المياه كتحد عالمي حاسم. تجذب هذه المشكلة اهتمام العالم بأحداث مثل الجفاف الشديد في أوروبا خلال صيف عام 2022. بينما توفر محطات تحلية المياه حلا، فإن استهلاكها العالي للطاقة يتطلب استكشاف موارد مائية بديلة ومستدامة. تلبية الحاجة الملحة لموارد مائية بديلة في مواجهة ندرة المياه المتزايدة. تم تقديم خيار قابل للتطبيق عن طريق حصاد الضباب. وهي طريقة لجمع المياه من الضباب الجوي. تم تطوير هذه الطريقة في البداية لتلبية متطلبات أنواع مختلفة من القطاعات مثل الأغراض الزراعية والمنزلية المستخدمة وتقليل الحمل على محطات تحلية المياه باستخدام التطورات في علم المواد وسعت إمكاناتها لتلبية الطلب على المياه على نطاق أوسع. يستكشف هذا البحث تعزيز كفاءة جمع الضباب باستخدام المواد النانوية ، وتحديدا البولي فينيل كلوريد / أكسيد التيتانيوم (بك / تيو 2) والبوليسترين / أكسيد التيتانيوم (بس تيو 2). بالإضافة إلى ذلك، تبحث الدراسة في إمكانات البولي إيثيلين 2 ، 5 - فورانوات (بف)، وهو بوليمر بيوباسد مشتق من مصادر نباتية ، كبديل مستدام للبولي إيثيلين تيريفثاليت (بيت) لتطبيقات حصاد المياه. تم استخدام شبكة من الألومنيوم كهيكل أساسي لجمع الضباب. بعد ذلك كان المغلفة مع مركب البوليمر لدينا شيدت من خلال غمس وطرق الغزل الكهربائي. أظهرت شبكة مركبات البوليمر المغلفة تحسينات كبيرة في معدلات حصاد المياه. تشير النتائج إلى أن تركيبات المواد المبتكرة يمكن أن تؤدي إلى مصادر مياه مختلفة ومستدامة ومتجددة.

Download

Included in

Chemistry Commons

Share

COinS