ココナッツ殻由来活性炭：調製、物理化学的特性、および水中からの染料除去

科学分野:

• 材料科学
• 環境科学
• 化学工学

背景:

• ココナッツ殻のようなリグノセルロース系廃棄物のバリュー化は、持続可能な開発にとって重要である。
• 活性炭は、廃水処理の効果的な吸着剤である。
• 活性炭の特性を調整することは、汚染物質除去の最適化の鍵となる。

研究 の 目的:

• ココナッツ殻から活性炭を製造するための物理的および化学的活性化法を比較すること。
• 活性化法が細孔性と表面化学に及ぼす影響を調査すること。
• 製造された活性炭の染料除去のための吸着性能を評価すること。

主な方法:

• ココナッツ殻を物理的活性化（空気、CO2、蒸気）および化学的活性化（H3PO4、ZnCl2、KOH）に供した。
• 細孔性（BET表面積、微孔および中孔体積）および表面化学を分析した。
• メチレンブルー、メチルオレンジ、オレンジG染料を用いた吸着実験を実施した。

主要な成果:

• 蒸気活性化により、A-ST（S_BET = 738 m2 g-1、V_mi = 0.38 cm3 g-1、V_me = 0.07 cm3 g-1）が得られた。
• KOH活性化により、A-KOH（S_BET = 1600 m2 g-1、V_mi = 0.74 cm3 g-1、V_me = 0.22 cm3 g-1）が生成され、これが最高の性能を発揮する炭素となった。
• A-STおよびA-KOHは、特にメチレンブルーに対して高い染料吸着容量を示し、これは細孔性と表面化学に関連していた。

結論:

• ココナッツ殻廃棄物は、高性能活性炭に効果的にバリュー化できる。
• 活性化法は、活性炭の特性と吸着効率に大きく影響する。
• ココナッツ殻由来の調整された活性炭は、廃水処理のための持続可能なソリューションを提供する。