Published September 23, 2022 | Version v1
Publication Open

Development and Characterization of Carbon-Based Adsorbents Derived from Agricultural Wastes and Their Effectiveness in Adsorption of Heavy Metals in Waste Water

Creators

  • 1. Saveetha University
  • 2. Aditya Birla (India)
  • 3. Tishk International University
  • 4. Graphic Era University
  • 5. Ambo University

Description

The current work focuses on peanut shells and agricultural wastes richly in many nations subjected to pyrolysis treatment at various temperatures in the range of 500-800°C to determine the feasible physiochemical characteristics of the biochar. The biochars with the high surface area were employed to adsorb Pb2+ (lead) ions, the heaviest pollutants in the water bodies. The raw material, biochar, and pyrolyzed biochar were characterized by SEM, FTIR, partial and elemental analysis, and BET tests. The adsorption characteristics of the biochar, pre- and postpyrolysis treatment, were studied with the assistance of batch adsorption tests under varying test conditions. Adsorbing conditions were determined by evaluating the effects of adsorbing parameters like initial concentration of the lead in water, pH of the adsorbent, contact time, and mixing speed on the effective adsorption of Pb2+ ions from water. Langmuir, Freundlich, and Themkin isotherm expressions were employed to study the experimental results. The adsorption kinetics study showed that the synthesized biochars were chemically stable enough to adsorb the Pb ions onto the surface.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

يركز العمل الحالي على قشور الفول السوداني والنفايات الزراعية الغنية في العديد من الدول الخاضعة لمعالجة الانحلال الحراري في درجات حرارة مختلفة في حدود 500-800 درجة مئوية لتحديد الخصائص الفيزيائية الكيميائية الممكنة للفحم الحيوي. تم استخدام الفحم الحيوي ذي المساحة السطحية العالية لامتصاص أيونات Pb2+ (الرصاص)، وهي أثقل الملوثات في المسطحات المائية. تميزت المواد الخام والفحم الحيوي والفحم الحيوي المتحلل بالحرارة باختبارات SEM و FTIR والتحليل الجزئي والعنصري واختبارات BET. تمت دراسة خصائص الامتزاز للفحم الحيوي، قبل وبعد التحلل، بمساعدة اختبارات الامتزاز على دفعات في ظل ظروف اختبار مختلفة. تم تحديد ظروف الامتزاز من خلال تقييم تأثيرات معلمات الامتزاز مثل التركيز الأولي للرصاص في الماء، ودرجة الحموضة للممتز، ووقت التلامس، وسرعة الخلط على الامتزاز الفعال لأيونات Pb2+ من الماء. تم استخدام تعبيرات لانغموير وفروندليتش وثيمكين متساوية الحرارة لدراسة النتائج التجريبية. أظهرت دراسة حركية الامتزاز أن الفحم الحيوي المركب كان مستقرًا كيميائيًا بما يكفي لامتصاص أيونات الرصاص على السطح.

Translated Description (French)

Le travail actuel se concentre sur les coquilles d'arachide et les déchets agricoles richement dans de nombreux pays soumis à un traitement de pyrolyse à diverses températures dans la gamme de 500-800 ° C pour déterminer les caractéristiques physico-chimiques réalisables du biochar. Les biochars à surface élevée ont été utilisés pour adsorber les ions Pb2+ (plomb), les polluants les plus lourds dans les masses d'eau. La matière première, le biochar et le biochar pyrolysé ont été caractérisés par MEB, IRTF, analyse partielle et élémentaire et tests BET. Les caractéristiques d'adsorption du biochar, traitement pré et post pyrolyse, ont été étudiées à l'aide de tests d'adsorption par lots dans différentes conditions de test. Les conditions d'adsorption ont été déterminées en évaluant les effets des paramètres d'adsorption tels que la concentration initiale du plomb dans l'eau, le pH de l'adsorbant, le temps de contact et la vitesse de mélange sur l'adsorption efficace des ions Pb2+ de l'eau. Les expressions isothermes de Langmuir, Freundlich et Themkin ont été utilisées pour étudier les résultats expérimentaux. L'étude de la cinétique d'adsorption a montré que les biochars synthétisés étaient suffisamment stables chimiquement pour adsorber les ions Pb sur la surface.

Translated Description (Spanish)

El trabajo actual se centra en las cáscaras de maní y los desechos agrícolas en gran cantidad en muchas naciones sometidas a tratamiento de pirólisis a varias temperaturas en el rango de 500-800 ° C para determinar las características fisicoquímicas factibles del biochar. Los biochars con la superficie alta se emplearon para adsorber iones Pb2+ (plomo), los contaminantes más pesados en las masas de agua. La materia prima, el biochar y el biochar pirolizado se caracterizaron por SEM, FTIR, análisis parcial y elemental y pruebas BET. Las características de adsorción del biochar, antes y después del tratamiento de pirólisis, se estudiaron con la ayuda de pruebas de adsorción por lotes en diferentes condiciones de prueba. Las condiciones de adsorción se determinaron evaluando los efectos de los parámetros de adsorción como la concentración inicial del plomo en agua, el pH del adsorbente, el tiempo de contacto y la velocidad de mezcla en la adsorción efectiva de iones Pb2+ del agua. Se emplearon expresiones isotermas de Langmuir, Freundlich y Themkin para estudiar los resultados experimentales. El estudio de cinética de adsorción mostró que los biochars sintetizados eran químicamente lo suficientemente estables como para adsorber los iones de Pb en la superficie.

Files

1659855.pdf.pdf

Files (4.5 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:4fcc08862b3ea9ae4826db5312d18ed8
4.5 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تطوير وتوصيف المواد الممتزة القائمة على الكربون المستمدة من النفايات الزراعية وفعاليتها في امتصاص المعادن الثقيلة في مياه الصرف الصحي
Translated title (French)
Développement et caractérisation des adsorbants à base de carbone dérivés de déchets agricoles et leur efficacité dans l'adsorption des métaux lourds dans les eaux usées
Translated title (Spanish)
Desarrollo y caracterización de adsorbentes a base de carbono derivados de residuos agrícolas y su eficacia en la adsorción de metales pesados en aguas residuales

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4297018398
DOI
10.1155/2022/1659855

Is supplement to
https://openalex.org/W2796233903 (Other)
https://openalex.org/W2377508262 (Other)
https://openalex.org/W2119722865 (Other)
https://openalex.org/W2105505569 (Other)
https://openalex.org/W2097057588 (Other)
https://openalex.org/W2081467025 (Other)
https://openalex.org/W2032361985 (Other)
https://openalex.org/W2004873819 (Other)
https://openalex.org/W1980422445 (Other)
https://openalex.org/W1969539204 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Ethiopia

References

  • https://openalex.org/W1963715266
  • https://openalex.org/W1966317604
  • https://openalex.org/W1986113254
  • https://openalex.org/W2003174443
  • https://openalex.org/W2032120203
  • https://openalex.org/W2037592035
  • https://openalex.org/W2040840877
  • https://openalex.org/W2048076301
  • https://openalex.org/W2054026357
  • https://openalex.org/W2086172398
  • https://openalex.org/W2098816403
  • https://openalex.org/W2105762098
  • https://openalex.org/W2109148138
  • https://openalex.org/W2136888045
  • https://openalex.org/W2155297260
  • https://openalex.org/W2158682795
  • https://openalex.org/W2178640296
  • https://openalex.org/W2209626312
  • https://openalex.org/W2293657740
  • https://openalex.org/W2325429999
  • https://openalex.org/W2337080025
  • https://openalex.org/W2343522706
  • https://openalex.org/W2372631887
  • https://openalex.org/W2419363480
  • https://openalex.org/W2522007951
  • https://openalex.org/W2548284758
  • https://openalex.org/W2591871250
  • https://openalex.org/W2726502303
  • https://openalex.org/W2745922677
  • https://openalex.org/W2762848672
  • https://openalex.org/W2767411170
  • https://openalex.org/W2770052973
  • https://openalex.org/W2771364236
  • https://openalex.org/W2792337038
  • https://openalex.org/W2943741792
  • https://openalex.org/W2958506667
  • https://openalex.org/W2970487636
  • https://openalex.org/W2996894660
  • https://openalex.org/W3023834335
  • https://openalex.org/W3047542899
  • https://openalex.org/W3048916815
  • https://openalex.org/W3202915829
  • https://openalex.org/W3203580646
  • https://openalex.org/W3209859699
  • https://openalex.org/W4205293996
  • https://openalex.org/W4220919001
  • https://openalex.org/W4281853235
  • https://openalex.org/W4284665818
  • https://openalex.org/W4286437556
  • https://openalex.org/W4300115238