通过低成本生物炭高效吸附诺夫洛克萨:性能,机制和机器学习辅助的理解

科学领域:

• 环境化学环境化学
• 材料科学 材料科学 材料科学
• 废物管理 废物管理

背景情况:

• 新出现的污染物,如诺夫洛克萨,对水体构成风险.
• 制药废物是一个重要的环境问题.
• 从废物中开发高效的吸附剂至关重要.

研究的目的:

• 为了从Atropa belladonna L.残留物中合成生物炭,以去除诺夫洛克萨.
• 描述生物炭的吸附特性和机制.
• 评估制药废弃物利用的潜力.

主要方法:

• 碳酸的激活和Atropa belladonna L.残留物的热解.
• 使用BET分析对生物炭 (KBC800) 的表征.
• 批量吸附实验以确定诺夫洛克萨去除效率和能力.
• 吸附建模 (Sips模型) 和机制调查 (孔隙填充,静电吸引,π-π EDA,键).
• 机器学习 (随机森林) 来识别关键吸附因素.

主要成果:

• 合成的生物炭 (KBC800) 表现出高表面积 (1638 m2/g) 和高孔积 (1.07 cm3/g).
• 在KBC800的研究中,诺夫洛克萨的最大吸附能力为666.2mg/g,在328K的温度下.
• 吸附遵循Sips模型,表明自发和内热过程.
• 通过机器学习识别的关键吸附因素是初始度,表面积和毛孔大小.

结论:

• 来自A. belladonna L.残留物的碳酸激活生物炭是norfloxacin的高效吸附剂.
• 该研究强调了利用制药废弃物的潜力,以创建增值材料.
• 这种方法与可持续实践和双碳政策相一致,用于管理新出现的污染物.