从油棕树干中通过受控碳化量身定制的生物炭,以实现高效的染料吸附
Mohd Idham Hakimi1, Mohammed Abdillah Ahmad Farid2, Mohd Nor Faiz Norrrahim3
1Department of Bioprocess Technology, Faculty of Biotechnology and Biomolecular Sciences, Universiti Putra Malaysia (UPM), 43400, Serdang, Selangor, Malaysia.
油棕树干 (OPT) 可以转化为有效的生物炭吸收剂. 温和的碳化条件通过保留关键的表面功能群来增强染料吸附,使OPT成为可持续的资源.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 环境科学 环境科学
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
背景情况:
- 油棕树干 (OPT) 是大量的农业废物,具有处理挑战.
- 了解碳化参数对OPT衍生的生物炭特性的影响,对于优化其应用至关重要.
- 需要可持续且具有成本效益的吸附剂用于环境修复.
研究的目的:
- 为了研究油棕树干 (OPT) 转化为微孔生物炭用于染料吸附.
- 探索不同碳化温度和停留时间对生物炭特性和吸附性能的影响.
- 确定生产具有增强吸附能力的OPT衍生生物炭的最佳条件.
主要方法:
- 在不同的温度 (300-500°C) 和停留时间 (2-4小时) 下从OPT生产生物炭.
- 生物炭的物理化学特性,包括表面积和碳含量.
- 使用甲蓝 (MB) 作为模型染料评估生物炭吸附能力.
- 使用兰木尔异热模型分析吸附数据.
主要成果:
- 在300°C下2小时生产的生物炭显示出最高的表面积 (10.24 m2/g).
- 在500°C下4小时达到最大碳含量 (79.9%).
- 在较长的停留时间观察到最佳的甲蓝 (MB) 清除 (52.5%),这表明表面化学在表面积上占主导地位.
- 兰迈尔异热模型最好地描述了吸附过程 (R2 > 0.9),最大单层吸附能力为3.57 mg/g.
结论:
- 碳化程度显著影响OPT衍生生物炭的表面化学和孔隙可访问性.
- 温和的碳化条件,保持含氧的功能组,提高染料吸附性能.
- 油棕树干是一种有希望的,低成本的前体,用于开发可持续的生物炭吸附剂,用于去染色应用.
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