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Updated: Sep 9, 2025
Preparation of Biomass-based Mesoporous Carbon with Higher Nitrogen-/Oxygen-chelating Adsorption for CuII Through Microwave Pre-Pyrolysis
Published on: February 12, 2019
Biocarbón magnético de alto rendimiento preparado mediante ácido y co-modificación mg/Fe para una adsorción
Biao Sun1,2, Jiaqi Pang3,2, Xiaohong Shi4,2
1National Key Laboratory of Water Engineering and Ecological Environment in Arid Areas, Inner Mongolia Agricultural University, Hohhot 010018, China.
Este estudio desarrolló un biochar compuesto magnético (MBC) que contiene MgO de la estufa de maíz para la eliminación eficiente del plomo (Pb2+). El adsorbente de biocarbón optimizado logró una alta capacidad y mantuvo el rendimiento durante múltiples ciclos, ofreciendo una solución sostenible de remediación del agua.
Área de la Ciencia:
- Ciencias de los materiales
- Ciencias del medio ambiente
- Química
Sus antecedentes:
- La contaminación por plomo (Pb2+) plantea riesgos significativos para las masas de agua y los ecosistemas.
- Los residuos agrícolas, como la estufa de maíz, presentan una oportunidad para el desarrollo sostenible de adsorbentes.
- Los adsorbentes existentes pueden carecer de eficiencia, estabilidad o ecología para la eliminación de metales pesados.
Objetivo del estudio:
- Preparar y caracterizar el carbón compuesto magnético (MBC) que contiene MgO a partir de una estufa de maíz activada.
- Evaluar la eficiencia del MBC para la eliminación de iones de plomo (Pb2+) de las soluciones acuosas.
- Aclarar el mecanismo de adsorción y evaluar el potencial de regeneración del adsorbente desarrollado.
Principales métodos:
- La estufa de maíz fue activada y modificada con iones de magnesio y hierro para crear MBC.
- Se realizaron experimentos de adsorción por lotes para determinar la capacidad y cinética de eliminación de Pb2+.
- Los datos de adsorción se ajustaron a modelos isotérmicos y cinéticos (Langmuir, pseudo de segundo orden).
- Se realizaron ciclos de regeneración para evaluar la reutilización del adsorbente.
- Se utilizaron análisis XRD y XPS para la investigación mecanicista.
Principales resultados:
- El adsorbente MBC optimizado exhibió una alta capacidad de adsorción de 253,6 mg g-1 para Pb2+.
- La adsorción siguió la cinética de pseudo-segundo orden y el modelo isotérmico de Langmuir, indicando la quimiosorbción monocapa.
- MBC mantuvo una eficiencia de eliminación superior al 85% después de cinco ciclos de regeneración.
- Los estudios mecánicos confirmaron la adsorción física, la atracción electrostática, el enlace de hidrógeno y el intercambio iónico como vías clave de eliminación.
- XRD y XPS confirmaron la precipitación de Pb (OH) 2 y la coordinación Pb-O.
Conclusiones:
- El biocarburo compuesto magnético que contiene MgO derivado de la estufa de maíz es un adsorbente altamente efectivo y reutilizable para la eliminación de Pb2+.
- El adsorbente ofrece un enfoque sostenible y ecológico para la gestión de los residuos agrícolas y la mitigación de la contaminación del agua.
- Este estudio promueve tecnologías sostenibles de saneamiento para la contaminación por metales pesados.
