Published March 2, 2024
| Version v1
Publication
Open
Facile removal of rhodamine B and metronidazole with mesoporous biochar prepared from palm tree biomass: adsorption studies, reusability, and mechanisms
Creators
- 1. Osun State University
- 2. The Federal Polytechnic, Ado-Ekiti
- 3. Universität Trier
- 4. Adeleke University
Description
Abstract Biochar was produced by pyrolysing palm tree bark biomass at 500 °C for the removal of rhodamine B (RhB) and metronidazole (MET). Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), Brunauer–Emmett–Teller, X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy, and energy-dispersive X-ray analyses were used to characterize the biochar. The biochar obtained was crystalline, mesoporous (SBET: 189.157 m2 g−1; pore diameter: 2.207 nm), clustered with prominent O–H and C = O functional groups. The pHpzc of the biochar was 7.98, and it adsorbed RhB and MET maximally at pH 3.4 and 7.2, respectively. The Langmuir and Freundlich isotherms described RhB and MET adsorption, respectively, with maximum adsorption capacities (qmax) of 31.81–224.30 mg/g for RhB and 95.44–26.76 mg/g for MET from 303 to 313 K. Both adsorbates exhibit favourable physisorption processes with pseudo-second-order kinetics, as the most appropriate. The thermodynamic parameter (−ΔG°) demonstrates spontaneous adsorption processes for RhB and MET, with spontaneity increasing with temperature for RhB and decreasing with increasing temperature for MET. The adsorption process was endothermic (+ΔH°) for RhB and exothermic (−ΔH°) for MET. Given its reusability of 96 and 95% for RhB and MET, respectively, mesoporous biochar derived from palm trees is a more promising adsorbent.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تم إنتاج الفحم الحيوي التجريدي بواسطة الكتلة الحيوية لحاء شجرة النخيل الانحلال الحراري عند 500 درجة مئوية لإزالة الرودامين ب (RhB) والميترونيدازول (MET). تم استخدام مطيافية تحويل فورييه للأشعة تحت الحمراء (FTIR)، بروناور- إيميت- تيلر، حيود الأشعة السينية (XRD)، المجهر الإلكتروني الماسح، وتحليلات الأشعة السينية المشتتة للطاقة لتوصيف الفحم الحيوي. كان الفحم الحيوي الذي تم الحصول عليه بلوريًا، متوسط المسام (SBET: 189.157 م 2 جم-1 ؛ قطر المسام: 2.207 نانومتر)، متجمعة مع مجموعات وظيفية O - H و C = O بارزة. كان pHpzc للفحم الحيوي 7.98، وامتز RhB والتقى إلى أقصى حد عند درجة الحموضة 3.4 و 7.2، على التوالي. وصفت متساوي حرارة لانغموير وفروندليخ RHB وامتزاز MET، على التوالي، بقدرات امتزاز قصوى (qmax) تبلغ 31.81-224.30 مجم/جم لـ RHB و 95.44-26.76 مجم/جم لـ MET من 303 إلى 313 كلفن. يظهر كلا الامتزازين عمليات امتصاص فيزيائية مواتية مع حركية من الدرجة الثانية الزائفة، باعتبارها الأنسب. يوضح المعامل الديناميكي الحراري (ΔG°) عمليات الامتزاز التلقائي لـ RhB و MET، مع زيادة العفوية مع درجة حرارة RhB وتناقصها مع زيادة درجة الحرارة لـ MET. كانت عملية الامتزاز ماصة للحرارة (+ΔH°) لـ RhB وطاردة للحرارة (-ΔH°) لـ MET. نظرًا لقابليته لإعادة الاستخدام بنسبة 96 ٪ و 95 ٪ لـ RhB و MET، على التوالي، فإن الفحم الحيوي متوسط المسام المشتق من أشجار النخيل هو مادة ممتزة واعدة أكثر.Translated Description (French)
Résumé Le biochar a été produit par pyrolyse de la biomasse d'écorce de palmier à 500 °C pour l'élimination de la rhodamine B (RhB) et du métronidazole (MET). La spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (IRTF), Brunauer–Emmett–Teller, la diffraction des rayons X (DRX), la microscopie électronique à balayage et les analyses par rayons X à dispersion d'énergie ont été utilisées pour caractériser le biochar. Le biochar obtenu était cristallin, mésoporeux (SBET : 189,157 m2 g−1 ; diamètre des pores : 2,207 nm), regroupé avec des groupes fonctionnels O–H et C = O proéminents. Le pHpzc du biochar était de 7,98, et il adsorbait RhB et SE RÉUNISSAIT au maximum à pH 3,4 et 7,2, respectivement. Les isothermes de Langmuir et de Freundlich décrivaient l'adsorption du RhB et du MET, respectivement, avec des capacités d'adsorption maximales (qmax) de 31,81-224,30 mg/g pour le RhB et de 95,44-26,76 mg/g pour le MET de 303 à 313 K. Les deux adsorbats présentent des processus de physisorption favorables avec une cinétique d'ordre pseudo-seconde, le cas échéant. Le paramètre thermodynamique (−ΔG°) démontre des processus d'adsorption spontanée pour RhB et MET, la spontanéité augmentant avec la température pour RhB et diminuant avec l'augmentation de la température pour MET. Le processus d'adsorption était endothermique (+ΔH°) pour RhB et exothermique (−ΔH°) pour MET. Compte tenu de sa réutilisabilité de 96 et 95 % pour RhB et MET, respectivement, le biochar mésoporeux dérivé des palmiers est un adsorbant plus prometteur.Translated Description (Spanish)
Resumen El biochar se produjo pirolizando biomasa de corteza de palmera a 500 °C para la eliminación de rodamina B (RhB) y metronidazol (MET). Se utilizaron espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR), Brunauer–Emmett–Teller, difracción de rayos X (XRD), microscopía electrónica de barrido y análisis de rayos X de energía dispersiva para caracterizar el biochar. El biochar obtenido fue cristalino, mesoporoso (SBET: 189,157 m2 g-1; diámetro de poro: 2,207 nm), agrupado con grupos funcionales prominentes O–H y C = O. El pHpzc del biochar fue de 7,98, y adsorbió RhB y SE REUNIÓ al máximo a pH 3,4 y 7,2, respectivamente. Las isotermas de Langmuir y Freundlich describieron la adsorción de RhB y MET, respectivamente, con capacidades de adsorción máximas (qmax) de 31.81-224.30 mg/g para RhB y 95.44–26.76 mg/g para MET de 303 a 313 K. Ambos adsorbatos exhiben procesos de fisisorción favorables con cinética de pseudo-segundo orden, como los más apropiados. El parámetro termodinámico (−ΔG°) demuestra procesos de adsorción espontánea para RhB y MET, aumentando la espontaneidad con la temperatura para RhB y disminuyendo con el aumento de la temperatura para MET. El proceso de adsorción fue endotérmico (+ΔH°) para RhB y exotérmico (-ΔH°) para MET. Dada su reutilización del 96 y 95% para RhB y MET, respectivamente, el biochar mesoporoso derivado de palmeras es un adsorbente más prometedor.Files
wpt2024049.pdf.pdf
Files
(93 Bytes)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:b0d506893d4802090edf1644f5f082cd
|
93 Bytes | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- إزالة الرودامين ب والميترونيدازول باستخدام الفحم الحيوي متوسط المسام المحضر من الكتلة الحيوية لشجرة النخيل: دراسات الامتزاز وقابلية إعادة الاستخدام والآليات
- Translated title (French)
- Élimination facile de la rhodamine B et du métronidazole avec du biochar mésoporeux préparé à partir de la biomasse de palmier : études d'adsorption, réutilisation et mécanismes
- Translated title (Spanish)
- Eliminación fácil de rodamina B y metronidazol con biochar mesoporoso preparado a partir de biomasa de palmera: estudios de adsorción, reutilización y mecanismos
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4392464114
- DOI
- 10.2166/wpt.2024.049