通过热化学过程提高棉花织厂废物的可持续性:将废物转化为碳材料
Chaiyan Chaiya1, Piyaporn Kampeerapappun2
1Department of Chemical and Materials Engineering, Faculty of Engineering, Rajamangala University of Technology Thanyaburi, Thanyaburi, Pathum Thani 12110, Thailand.
ACS omega
|September 15, 2025
概括
这项研究使用化学激活将棉花废物转化为可持续的碳吸附剂. 化激活产生了面积较大的材料,有效地去除了甲蓝污染物,具有出色的可重复使用性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 环境化学环境化学
- 可持续化学 可持续化学
背景情况:
- 棉花织厂产生大量不可用的废纤维.
- 棉花废物的再利用对于可持续的工业实践至关重要.
- 从废物中开发有效的吸附剂可以解决环境污染问题.
研究的目的:
- 通过化学和蒸汽激活将棉花废料转化为多孔碳材料.
- 描述由此产生的碳材料的特性 (表面积,孔隙结构).
- 为了评估这些材料的吸附性能,以去除甲蓝.
主要方法:
- 用ZnCl2和KOH使用棉花废物的化学激活.
- 棉花废物的蒸汽激活.
- 使用BET表面积分析和毛孔大小分布进行表征.
- 使用甲蓝和兰木尔异热分析进行吸附研究.
- 使用中央复合设计 (CCD) 的统计优化.
主要成果:
- 通过ZnCl2激活 (CZ800),获得了高BET表面积 (698.31 m2 g-1) 和中孔结构.
- KOH激活 (CK800) 导致孔隙分布更广泛,固定碳含量更高.
- 甲蓝的最大吸附能力为73.53毫克g-1 (CZ800) 和45.45毫克g-1 (CK800).
- 活性剂显著影响了表面积 (p=0.0046),而温度没有.
- 材料在五个重复使用周期中显示出高吸附效率.
结论:
- 棉花废料可以有效地转化为高性能碳吸附剂.
- 表面积,孔径大小和表面化学是吸附能力的关键因素.
- 这些可持续的吸附剂在环境修复应用中表现有前途.
- 开发的材料具有出色的再生潜力.
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