Published July 4, 2023
| Version v1
Publication
Open
Biochar-based nanocomposites for industrial wastewater treatment via adsorption and photocatalytic degradation and the parameters affecting these processes
Description
Abstract The preparation of biochar (BC) as a useful substance generated from biomass valorization via pyrolysis has attracted much attention in recent years. Moreover, widespread worries about water pollution and the issues brought on by producing and releasing massive volumes of industrial effluents have sparked research initiatives to examine practical and affordable solutions to these problems. Dyes, heavy metals, and pharmaceutical compounds are the main hazardous pollutants in industrial wastewater. As a result, biochar (BC)/biochar (BC)-based nanocomposites have been presented as a potential alternative to handle wastewater pollution with both adsorption and photocatalytic degradation processes. Such nanocomposite materials benefit from the synergistic effect of adsorption and photocatalysis to attain improved removal of pollutants from industrial wastewater. Therefore, this review aims to describe different preparation methods for biochar and biochar-based nanocomposites. Furthermore, the differences between the adsorption and photocatalytic degradation processes are discussed. BC-based nanocomposites have emerged as promising adsorbents and photocatalysts for wastewater treatment applications. To maximize the efficiency of these processes, an overview of the parameters affecting pollutants removal from wastewater via adsorption and photocatalytic degradation processes is reviewed, where biochar dose, initial pollutant concentration, pH, temperature, time, the presence of different anions, and recycling are discovered to have a significant impact on their performance. Finally, future recommendations and research directions are provided to help shape the applications of BC-based nanocomposites for wastewater treatment applications. This review offers a comprehensive evaluation of the use of biochar as a new environmental material capable of removing pollutants from wastewater. Graphical Abstract
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
اجتذب تحضير الفحم الحيوي (BC) كمادة مفيدة ناتجة عن تثمين الكتلة الحيوية عن طريق التحلل الحراري الكثير من الاهتمام في السنوات الأخيرة. علاوة على ذلك، أدت المخاوف الواسعة النطاق بشأن تلوث المياه والقضايا الناجمة عن إنتاج وإطلاق كميات هائلة من النفايات السائلة الصناعية إلى إطلاق مبادرات بحثية لدراسة حلول عملية وبأسعار معقولة لهذه المشاكل. تعتبر الأصباغ والمعادن الثقيلة والمركبات الصيدلانية الملوثات الخطرة الرئيسية في مياه الصرف الصناعي. ونتيجة لذلك، تم تقديم المركبات النانوية القائمة على الفحم الحيوي (BC)/الفحم الحيوي (BC) كبديل محتمل للتعامل مع تلوث مياه الصرف الصحي مع كل من عمليات الامتزاز والتحلل الضوئي. تستفيد هذه المواد المركبة النانوية من التأثير التآزري للامتزاز والتحفيز الضوئي لتحقيق إزالة محسنة للملوثات من مياه الصرف الصناعي. لذلك، تهدف هذه المراجعة إلى وصف طرق التحضير المختلفة للفحم الحيوي والمركبات النانوية القائمة على الفحم الحيوي. علاوة على ذلك، تتم مناقشة الاختلافات بين عمليات الامتزاز والتحلل الضوئي. ظهرت المركبات النانوية القائمة على BC كممتزات وحفازات ضوئية واعدة لتطبيقات معالجة مياه الصرف الصحي. لتحقيق أقصى قدر من الكفاءة لهذه العمليات، يتم استعراض لمحة عامة عن المعلمات التي تؤثر على إزالة الملوثات من مياه الصرف الصحي عن طريق الامتزاز وعمليات التحلل الضوئي، حيث يتم اكتشاف أن جرعة الفحم الحيوي، وتركيز الملوثات الأولي، ودرجة الحموضة، ودرجة الحرارة، والوقت، ووجود الأنيونات المختلفة، وإعادة التدوير لها تأثير كبير على أدائها. أخيرًا، يتم تقديم توصيات وتوجيهات بحثية مستقبلية للمساعدة في تشكيل تطبيقات المركبات النانوية القائمة على BC لتطبيقات معالجة مياه الصرف الصحي. تقدم هذه المراجعة تقييماً شاملاً لاستخدام الفحم الحيوي كمادة بيئية جديدة قادرة على إزالة الملوثات من مياه الصرف الصحي. الملخص الرسوميTranslated Description (French)
Résumé La préparation du biochar (BC) en tant que substance utile générée à partir de la valorisation de la biomasse par pyrolyse a attiré beaucoup d'attention ces dernières années. De plus, les inquiétudes généralisées concernant la pollution de l'eau et les problèmes causés par la production et la libération de volumes massifs d'effluents industriels ont suscité des initiatives de recherche pour examiner des solutions pratiques et abordables à ces problèmes. Les colorants, les métaux lourds et les composés pharmaceutiques sont les principaux polluants dangereux dans les eaux usées industrielles. En conséquence, les nanocomposites à base de biochar (BC)/biochar (BC) ont été présentés comme une alternative potentielle pour gérer la pollution des eaux usées avec des processus d'adsorption et de dégradation photocatalytique. De tels matériaux nanocomposites bénéficient de l'effet synergique de l'adsorption et de la photocatalyse pour parvenir à une meilleure élimination des polluants des eaux usées industrielles. Par conséquent, cette revue vise à décrire différentes méthodes de préparation du biochar et des nanocomposites à base de biochar. En outre, les différences entre les processus d'adsorption et de dégradation photocatalytique sont discutées. Les nanocomposites à base de BC sont apparus comme des adsorbants et des photocatalyseurs prometteurs pour les applications de traitement des eaux usées. Pour maximiser l'efficacité de ces processus, un aperçu des paramètres affectant l'élimination des polluants des eaux usées via des processus d'adsorption et de dégradation photocatalytique est examiné, où la dose de biochar, la concentration initiale de polluants, le pH, la température, le temps, la présence de différents anions et le recyclage ont un impact significatif sur leurs performances. Enfin, des recommandations futures et des orientations de recherche sont fournies pour aider à façonner les applications des nanocomposites à base de BC pour les applications de traitement des eaux usées. Cette revue offre une évaluation complète de l'utilisation du biochar comme nouveau matériau environnemental capable d'éliminer les polluants des eaux usées. Résumé graphiqueTranslated Description (Spanish)
Resumen La preparación del biochar (BC) como una sustancia útil generada a partir de la valorización de la biomasa a través de la pirólisis ha atraído mucha atención en los últimos años. Además, las preocupaciones generalizadas sobre la contaminación del agua y los problemas provocados por la producción y liberación de grandes volúmenes de efluentes industriales han provocado iniciativas de investigación para examinar soluciones prácticas y asequibles a estos problemas. Los colorantes, los metales pesados y los compuestos farmacéuticos son los principales contaminantes peligrosos en las aguas residuales industriales. Como resultado, los nanocompuestos basados en biochar (BC)/biochar (BC) se han presentado como una alternativa potencial para manejar la contaminación de aguas residuales con procesos de adsorción y degradación fotocatalítica. Dichos materiales nanocompuestos se benefician del efecto sinérgico de la adsorción y la fotocatálisis para lograr una mejor eliminación de los contaminantes de las aguas residuales industriales. Por lo tanto, esta revisión tiene como objetivo describir diferentes métodos de preparación para el biochar y los nanocompuestos a base de biochar. Además, se discuten las diferencias entre los procesos de adsorción y degradación fotocatalítica. Los nanocompuestos basados en BC han surgido como adsorbentes y fotocatalizadores prometedores para aplicaciones de tratamiento de aguas residuales. Para maximizar la eficiencia de estos procesos, se revisa una visión general de los parámetros que afectan la eliminación de contaminantes de las aguas residuales a través de procesos de adsorción y degradación fotocatalítica, donde se descubre que la dosis de biochar, la concentración inicial de contaminantes, el pH, la temperatura, el tiempo, la presencia de diferentes aniones y el reciclaje tienen un impacto significativo en su rendimiento. Finalmente, se proporcionan recomendaciones futuras y direcciones de investigación para ayudar a dar forma a las aplicaciones de nanocompuestos basados en BC para aplicaciones de tratamiento de aguas residuales. Esta revisión ofrece una evaluación exhaustiva del uso del biochar como nuevo material ambiental capaz de eliminar los contaminantes de las aguas residuales.Files
s13399-023-04512-2.pdf.pdf
Files
(2.9 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:49aefec3a3f6be9a3502adea3eb3253c
|
2.9 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- المركبات النانوية القائمة على الفحم الحيوي لمعالجة مياه الصرف الصناعي عن طريق الامتزاز والتحلل الضوئي والمعلمات التي تؤثر على هذه العمليات
- Translated title (French)
- Nanocomposites à base de biochar pour le traitement des eaux usées industrielles par adsorption et dégradation photocatalytique et les paramètres affectant ces processus
- Translated title (Spanish)
- Nanocompuestos a base de biocarbón para el tratamiento de aguas residuales industriales mediante adsorción y degradación fotocatalítica y los parámetros que afectan a estos procesos
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4383069655
- DOI
- 10.1007/s13399-023-04512-2
References
- https://openalex.org/W1968538148
- https://openalex.org/W1986895839
- https://openalex.org/W2004221829
- https://openalex.org/W2008930628
- https://openalex.org/W2009254120
- https://openalex.org/W2016513174
- https://openalex.org/W2025570113
- https://openalex.org/W2040885940
- https://openalex.org/W2056695304
- https://openalex.org/W2080078510
- https://openalex.org/W2083185909
- https://openalex.org/W2092057090
- https://openalex.org/W2126683551
- https://openalex.org/W2175690077
- https://openalex.org/W2256613245
- https://openalex.org/W2284485851
- https://openalex.org/W2293215815
- https://openalex.org/W2336523504
- https://openalex.org/W2510040901
- https://openalex.org/W2729036907
- https://openalex.org/W2731008514
- https://openalex.org/W2752206950
- https://openalex.org/W2757714830
- https://openalex.org/W2766780780
- https://openalex.org/W2780903383
- https://openalex.org/W2798136244
- https://openalex.org/W2799445656
- https://openalex.org/W2803950589
- https://openalex.org/W2865377364
- https://openalex.org/W2914896209
- https://openalex.org/W2919245955
- https://openalex.org/W2922239897
- https://openalex.org/W2925049531
- https://openalex.org/W2937504655
- https://openalex.org/W2944191345
- https://openalex.org/W2951528339
- https://openalex.org/W2961615253
- https://openalex.org/W2964148574
- https://openalex.org/W2967323182
- https://openalex.org/W2972042944
- https://openalex.org/W2975724039
- https://openalex.org/W2983924479
- https://openalex.org/W2990471421
- https://openalex.org/W2990768147
- https://openalex.org/W2991298489
- https://openalex.org/W2991376253
- https://openalex.org/W2997501098
- https://openalex.org/W2999930422
- https://openalex.org/W3002275987
- https://openalex.org/W3004850069
- https://openalex.org/W3005150995
- https://openalex.org/W3007275138
- https://openalex.org/W3014501575
- https://openalex.org/W3014878996
- https://openalex.org/W3028804669
- https://openalex.org/W3034115121
- https://openalex.org/W3036141732
- https://openalex.org/W3041537517
- https://openalex.org/W3046861693
- https://openalex.org/W3047805906
- https://openalex.org/W3049312929
- https://openalex.org/W3082306698
- https://openalex.org/W3088534888
- https://openalex.org/W3089609600
- https://openalex.org/W3090161277
- https://openalex.org/W3096650295
- https://openalex.org/W3097873827
- https://openalex.org/W3098250551
- https://openalex.org/W3104996067
- https://openalex.org/W3110401280
- https://openalex.org/W3110715032
- https://openalex.org/W3113037538
- https://openalex.org/W3116933675
- https://openalex.org/W3122145361
- https://openalex.org/W3122252729
- https://openalex.org/W3127209431
- https://openalex.org/W3132611823
- https://openalex.org/W3133897150
- https://openalex.org/W3138549051
- https://openalex.org/W3143573091
- https://openalex.org/W3145645152
- https://openalex.org/W3148464597
- https://openalex.org/W3158034391
- https://openalex.org/W3158303865
- https://openalex.org/W3160086528
- https://openalex.org/W3163319554
- https://openalex.org/W3164200141
- https://openalex.org/W3167074915
- https://openalex.org/W3171938345
- https://openalex.org/W3187505478
- https://openalex.org/W3191830685
- https://openalex.org/W3194729413
- https://openalex.org/W3195724402
- https://openalex.org/W3195879803
- https://openalex.org/W3196101031
- https://openalex.org/W3199305982
- https://openalex.org/W3201689415
- https://openalex.org/W3208340953
- https://openalex.org/W3215498063
- https://openalex.org/W3215780207
- https://openalex.org/W3216320958
- https://openalex.org/W3217234096
- https://openalex.org/W4200132529
- https://openalex.org/W4200371866
- https://openalex.org/W4210325258
- https://openalex.org/W4210360175
- https://openalex.org/W4213312312
- https://openalex.org/W4214615726
- https://openalex.org/W4214740066
- https://openalex.org/W4220697388
- https://openalex.org/W4220884264
- https://openalex.org/W4220963935
- https://openalex.org/W4221093786
- https://openalex.org/W4223907493
- https://openalex.org/W4224264100
- https://openalex.org/W4224293409
- https://openalex.org/W4225310733
- https://openalex.org/W4226198446
- https://openalex.org/W4249397934
- https://openalex.org/W4280540987
- https://openalex.org/W4280644018
- https://openalex.org/W4281263853
- https://openalex.org/W4281741510
- https://openalex.org/W4282579887
- https://openalex.org/W4290564996
- https://openalex.org/W4296360894
- https://openalex.org/W4309047940
- https://openalex.org/W4309370847
- https://openalex.org/W4313442869
- https://openalex.org/W4327945798
- https://openalex.org/W4361023908
- https://openalex.org/W803759506