Published October 1, 2022
| Version v1
Publication
Open
One-pot fabrication of magnetic biochar by FeCl<sub>3</sub>-activation of lotus seedpod and its catalytic activity towards degradation of Orange G
Creators
- 1. Vietnam National University Ho Chi Minh City
- 2. Ho Chi Minh City University of Technology
Description
Abstract An advanced magnetic biochar (MBC) was facilely prepared via one-pot FeCl 3 -activation of lotus seedpod. Simultaneous carbonization, activation, and magnetization formed magnetic Fe 3 O 4 nanoparticles and nanowires over the biochar base. The specific surface area (S BET ) and the total pore volume (V total ) of MBC were 349 m 2 g −1 and 0.31 cm 3 g −1 , which were 2.0-fold and 3.9-fold higher than those of biochar, respectively. In addition, the saturation magnetization of MBC reached 6.94 emu g −1 , facilitating its magnetic separation and recovery. In heterogeneous Fenton-like catalytic oxidation, 0.40 g l −1 MBC decolorized 100% Orange G and reduced 58% COD by 350 ppm H 2 O 2 within 120 min. The degradation kinetics were calculated with different MBC samples and reactions followed pseudo-first-order kinetics with the highest rate constant of 0.034 min −1 . Moreover, the catalytic activity dropped by only 6.4% after four reuse cycles, with negligible iron leaching of 1.31–1.44 mg l −1 . Based on these results, MBC could be a low-cost, highly effective, and relatively stable catalyst for treating Orange G in wastewater.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
الخلاصة تم تحضير الفحم الحيوي المغناطيسي المتقدم (MBC) بسهولة عن طريق وعاء واحد FeCl 3 - تنشيط بذور اللوتس. شكلت الكربنة المتزامنة والتنشيط والمغنطة جسيمات نانوية مغناطيسية Fe 3 O 4 وأسلاك نانوية فوق قاعدة الفحم الحيوي. كانت مساحة السطح المحددة (S BET ) وإجمالي حجم المسام (V total ) لـ MBC 349 م 2 جم −1 و 0.31 سم 3 جم −1 ، والتي كانت 2.0 ضعف و 3.9 ضعف أعلى من تلك الموجودة في الفحم الحيوي، على التوالي. بالإضافة إلى ذلك، وصلت مغنطة تشبع MBC إلى 6.94 emu g −1 ، مما يسهل فصلها المغناطيسي واستردادها. في الأكسدة الحفازة غير المتجانسة الشبيهة بالفنتون، تم إزالة لون 0.40 جم لتر -1 MBC بنسبة 100 ٪ برتقالي G وخفض 58 ٪ COD بنسبة 350 جزء في المليون H 2 O 2 في غضون 120 دقيقة. تم حساب حركية التحلل باستخدام عينات MBC مختلفة واتبعت التفاعلات حركية من الدرجة الأولى الزائفة بأعلى معدل ثابت قدره 0.034 دقيقة -1 . علاوة على ذلك، انخفض النشاط التحفيزي بنسبة 6.4 ٪ فقط بعد أربع دورات إعادة استخدام، مع ترشيح ضئيل للحديد من 1.31-1.44 ملغ لتر -1 . بناءً على هذه النتائج، يمكن أن يكون MBC محفزًا منخفض التكلفة وفعالًا للغاية ومستقرًا نسبيًا لمعالجة Orange G في مياه الصرف الصحي.Translated Description (French)
Résumé Un biochar magnétique avancé (MBC) a été facilement préparé par activation de FeCl 3 en pot unique de la graine de lotus. La carbonisation, l'activation et la magnétisation simultanées ont formé des nanoparticules et des nanofils magnétiques de Fe 3 O 4 sur la base de biochar. La surface spécifique (S BET ) et le volume poreux total (V total ) du CSM étaient de 349 m 2 g −1 et 0,31 cm 3 g −1 , soit 2,0 fois et 3,9 fois plus élevés que ceux du biochar, respectivement. En outre, la magnétisation à saturation du MBC a atteint 6,94 emu g −1 , facilitant sa séparation et sa récupération magnétiques. En oxydation catalytique hétérogène de type Fenton, 0,40 g l −1 MBC décolorait 100 % Orange G et réduisait la DCO de 58 % par 350 ppm H 2 O 2 en 120 min. La cinétique de dégradation a été calculée avec différents échantillons de CSM et les réactions ont suivi une cinétique de pseudo premier ordre avec la constante de vitesse la plus élevée de 0,034 min −1 . De plus, l'activité catalytique n'a diminué que de 6,4 % après quatre cycles de réutilisation, avec une lixiviation du fer négligeable de 1,31-1,44 mg l −1 . Sur la base de ces résultats, le MBC pourrait être un catalyseur peu coûteux, très efficace et relativement stable pour le traitement de l'Orange G dans les eaux usées.Translated Description (Spanish)
Resumen Se preparó fácilmente un biochar magnético avanzado (MBC) a través de la activación de FeCl 3 en un solo recipiente de la vaina de semillas de loto. La carbonización, activación y magnetización simultáneas formaron nanopartículas y nanohilos magnéticos de Fe 3 O 4 sobre la base de biocarbón. El área de superficie específica (S BET ) y el volumen total de poros (V total ) de MBC fueron 349 m 2 g-1 y 0.31 cm 3 g-1 , que fueron 2.0 veces y 3.9 veces más altos que los de biochar, respectivamente. Además, la magnetización de saturación de MBC alcanzó 6.94 emu g −1 , facilitando su separación y recuperación magnética. En la oxidación catalítica heterogénea tipo Fenton, 0.40 g l −1 MBC decoloró 100% Orange G y redujo 58% COD en 350 ppm H 2 O 2 en 120 min. La cinética de degradación se calculó con diferentes muestras de MBC y las reacciones siguieron una cinética de pseudoprimer orden con la constante de velocidad más alta de 0.034 min −1 . Además, la actividad catalítica disminuyó solo un 6,4% después de cuatro ciclos de reutilización, con una lixiviación de hierro insignificante de 1,31-1,44 mg l −1 . Con base en estos resultados, MBC podría ser un catalizador de bajo costo, altamente efectivo y relativamente estable para el tratamiento de Orange G en aguas residuales.Files
pdf.pdf
Files
(11.9 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:f77d7f24fcfbab83f08b0b11e6beeb71
|
11.9 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تصنيع وعاء واحد من الفحم الحيوي المغناطيسي بواسطة FeCl<sub>3</sub> - تنشيط بذور اللوتس ونشاطها التحفيزي نحو تدهور أورانج G
- Translated title (French)
- Fabrication en pot unique de biochar magnétique par activation FeCl<sub>3</sub> de la graine de lotus et son activité catalytique vis-à-vis de la dégradation d'Orange G
- Translated title (Spanish)
- Fabricación en un solo recipiente de biochar magnético por FeCl<sub>3</sub>: activación de la vaina de semilla de loto y su actividad catalítica hacia la degradación de Orange G
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4302759954
- DOI
- 10.1088/2053-1591/ac9819
References
- https://openalex.org/W1773187659
- https://openalex.org/W1854988862
- https://openalex.org/W1924481946
- https://openalex.org/W1991023995
- https://openalex.org/W2004222120
- https://openalex.org/W2010946160
- https://openalex.org/W2026430421
- https://openalex.org/W2034244213
- https://openalex.org/W2045343980
- https://openalex.org/W2048395385
- https://openalex.org/W2055308999
- https://openalex.org/W2088462745
- https://openalex.org/W2093116058
- https://openalex.org/W2110808975
- https://openalex.org/W2117163215
- https://openalex.org/W2207463973
- https://openalex.org/W2220235853
- https://openalex.org/W2223191697
- https://openalex.org/W2233638400
- https://openalex.org/W2347138254
- https://openalex.org/W2470705381
- https://openalex.org/W2523620998
- https://openalex.org/W2530307211
- https://openalex.org/W2538757604
- https://openalex.org/W2570977103
- https://openalex.org/W2603416967
- https://openalex.org/W2737159570
- https://openalex.org/W2781542925
- https://openalex.org/W2793585172
- https://openalex.org/W2884467082
- https://openalex.org/W2893969355
- https://openalex.org/W2903164182
- https://openalex.org/W2914419953
- https://openalex.org/W2941324425
- https://openalex.org/W2953538692
- https://openalex.org/W2964350475
- https://openalex.org/W2965082476
- https://openalex.org/W2969774661
- https://openalex.org/W2975724039
- https://openalex.org/W2978987672
- https://openalex.org/W2997548146
- https://openalex.org/W3001202973
- https://openalex.org/W3006300875
- https://openalex.org/W3011829597
- https://openalex.org/W3012224743
- https://openalex.org/W3015625917
- https://openalex.org/W3023263954
- https://openalex.org/W3027136882
- https://openalex.org/W3048639407
- https://openalex.org/W3049217031
- https://openalex.org/W3080546985
- https://openalex.org/W3089496973
- https://openalex.org/W3183503671
- https://openalex.org/W3184067775
- https://openalex.org/W3201403101
- https://openalex.org/W3214583421
- https://openalex.org/W3215313407
- https://openalex.org/W4200477074
- https://openalex.org/W4223907493
- https://openalex.org/W4225313523
- https://openalex.org/W4382582058