Published February 22, 2021 | Version v1
Publication Open

Changes in surface characteristics and adsorption properties of 2,4,6-trichlorophenol following Fenton-like aging of biochar

Creators

  • 1. Yancheng Institute of Technology
  • 2. University of Gujrat
  • 3. Pir Mehr Ali Shah Arid Agriculture University

Description

Abstract Fenton-like system formed in a natural soil environment deemed to be significant in the aging process of biochar. Aged biochars have distinct physico-chemical and surface properties compared to non-aged biochar. The aged biochar proved to be useful soil amendment due to its improved elements contents and surface properties. The biochar aging process resulted in increased surface area and pore volume, as well as carbon and oxygen-containing functional groups (such as C=O, –COOH, O–C=O etc.) on its surface, which were also associated with the adsorption behavior of 2,4,6-trichlorophenol (2,4,6-TCP). The biochar aging increased the adsorption capacity of 2,4,6-TCP, which was maximum at pH 3.0. The 2,4,6-TCP adsorption capacity of aged-bush biochar (ABB) and aged-peanut shell biochar (APB) was increased by 1.0–11.0% and 7.4–38.8%, respectively compared with bush biochar (BB) and peanut shell biochar (PB) at the same initial concentration of 2,4,6-TCP. All biochars had similar 2,4,6-TCP desorption rates ranging from 33.2 to 73.3% at different sorption temperatures and times. The desorbed components were mainly 2,4,6-TCP and other degraded components, which were low in concentration with small molecule substance. The results indicated that the aged-biochar could be effective for the long-term remediation of naturally organic polluted soils.

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

Translated Description (Arabic)

نظام شبيه بالفنتون يتكون في بيئة تربة طبيعية تعتبر مهمة في عملية شيخوخة الفحم الحيوي. تتمتع الفحم الحيوي المسن بخصائص فيزيائية كيميائية وسطحية مميزة مقارنة بالفحم الحيوي غير المسن. أثبت الفحم الحيوي القديم أنه تعديل مفيد للتربة بسبب محتوياته المحسنة وخصائصه السطحية. أدت عملية شيخوخة الفحم الحيوي إلى زيادة مساحة السطح وحجم المسام، بالإضافة إلى مجموعات وظيفية تحتوي على الكربون والأكسجين (مثل C=O و - COOH و O - C =O وما إلى ذلك) على سطحه، والتي ارتبطت أيضًا بسلوك الامتزاز لـ 2،4،6 - ثلاثي كلورو الفينول (2،4،6 - TCP). زادت شيخوخة الفحم الحيوي من قدرة الامتزاز البالغة 2،4،6 - TCP، والتي كانت بحد أقصى عند درجة الحموضة 3.0. تمت زيادة قدرة الامتزاز 2،4،6 - TCP للفحم الحيوي الشجيري القديم (ABB) والفحم الحيوي لقشرة الفول السوداني القديم (APB) بنسبة 1.0-11.0 ٪ و 7.4-38.8 ٪ على التوالي، مقارنة بالفحم الحيوي الشجيري (BB) والفحم الحيوي لقشرة الفول السوداني (PB) بنفس التركيز الأولي البالغ 2،4،6 - TCP. تحتوي جميع الفحم الحيوي على معدلات امتصاص مماثلة 2،4،6 - TCP تتراوح من 33.2 إلى 73.3 ٪ في درجات حرارة وأوقات الامتزاز المختلفة. كانت المكونات المجففة بشكل أساسي 2،4،6 - TCP وغيرها من المكونات المتحللة، والتي كانت منخفضة التركيز مع مادة جزيء صغير. أشارت النتائج إلى أن الفحم الحيوي القديم يمكن أن يكون فعالًا في المعالجة طويلة الأجل للتربة الملوثة عضويًا بشكل طبيعي.

Translated Description (French)

Système de type Fenton abstrait formé dans un environnement naturel du sol considéré comme important dans le processus de vieillissement du biochar. Les biochars vieillis ont des propriétés physico-chimiques et de surface distinctes par rapport au biochar non vieilli. Le biochar vieilli s'est avéré être un amendement utile du sol en raison de ses teneurs en éléments et de ses propriétés de surface améliorées. Le processus de vieillissement du biochar a entraîné une augmentation de la surface et du volume des pores, ainsi que des groupes fonctionnels contenant du carbone et de l'oxygène (tels que C=O, –COOH, O–C=O, etc.) à sa surface, qui étaient également associés au comportement d'adsorption du 2,4,6-trichlorophénol (2,4,6-TCP). Le vieillissement du biochar a augmenté la capacité d'adsorption du 2,4,6-TCP, qui était maximale à pH 3,0. La capacité d'adsorption du 2,4,6-TCP du biocharbon de brousse vieilli (ABB) et du biocharbon de coquille d'arachide vieilli (APB) a été augmentée de 1,0-11,0 % et de 7,4-38,8 %, respectivement, par rapport au biocharbon de brousse (BB) et au biocharbon de coquille d'arachide (PB) à la même concentration initiale de 2,4,6-TCP. Tous les biochars avaient des taux de désorption de 2,4,6-TCP similaires allant de 33,2 à 73,3 % à différentes températures et durées de sorption. Les composants désorbés étaient principalement du 2,4,6-TCP et d'autres composants dégradés, à faible concentration en substance à petites molécules. Les résultats ont indiqué que le biochar vieilli pourrait être efficace pour l'assainissement à long terme des sols naturellement organiques pollués.

Translated Description (Spanish)

Resumen Sistema tipo Fenton formado en un entorno de suelo natural considerado significativo en el proceso de envejecimiento del biochar. Los biochar envejecidos tienen propiedades fisicoquímicas y superficiales distintas en comparación con el biochar no envejecido. El biochar envejecido demostró ser útil para la enmienda del suelo debido a sus mejores contenidos de elementos y propiedades superficiales. El proceso de envejecimiento del biochar dio como resultado un aumento del área superficial y del volumen de poros, así como de los grupos funcionales que contienen carbono y oxígeno (como C=O, –COOH, O–C=O, etc.) en su superficie, que también se asociaron con el comportamiento de adsorción del 2,4,6-triclorofenol (2,4,6-TCP). El envejecimiento del biochar aumentó la capacidad de adsorción de 2,4,6-TCP, que fue máxima a pH 3,0. La capacidad de adsorción de 2,4,6-TCP del biocarbón de arbusto envejecido (ABB) y el biocarbón de cáscara de cacahuete envejecido (APB) aumentó en un 1,0-11,0% y un 7,4-38,8%, respectivamente, en comparación con el biocarbón de arbusto (BB) y el biocarbón de cáscara de cacahuete (PB) a la misma concentración inicial de 2,4,6-TCP. Todos los biochars tenían tasas de desorción de 2,4,6-TCP similares que oscilaban entre el 33,2 y el 73,3% a diferentes temperaturas y tiempos de sorción. Los componentes desorbidos fueron principalmente 2,4,6-TCP y otros componentes degradados, que fueron de baja concentración con sustancia de molécula pequeña. Los resultados indicaron que el biochar envejecido podría ser efectivo para la remediación a largo plazo de suelos contaminados naturalmente orgánicos.

Files

s41598-021-82129-z.pdf.pdf

Files (2.4 MB)

⚠️ 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
md5:5ec84b2ebf235987d4e6c654ef732f20
2.4 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
التغيرات في خصائص السطح وخصائص امتزاز 2،4،6 - ثلاثي كلورو الفينول بعد شيخوخة الفحم الحيوي الشبيهة بالفنتون
Translated title (French)
Changements dans les caractéristiques de surface et les propriétés d'adsorption du 2,4,6-trichlorophénol suite au vieillissement de type Fenton du biochar
Translated title (Spanish)
Cambios en las características superficiales y las propiedades de adsorción del 2,4,6-triclorofenol después del envejecimiento similar al de Fenton del biochar

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3130133020
DOI
10.1038/s41598-021-82129-z

Is supplement to
https://openalex.org/W4388524681 (Other)
https://openalex.org/W4255752839 (Other)
https://openalex.org/W4226004269 (Other)
https://openalex.org/W3213937718 (Other)
https://openalex.org/W2947116544 (Other)
https://openalex.org/W2944992077 (Other)
https://openalex.org/W2914604172 (Other)
https://openalex.org/W2367321205 (Other)
https://openalex.org/W2070143205 (Other)
https://openalex.org/W2040176487 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Pakistan

References

  • https://openalex.org/W2007857871
  • https://openalex.org/W2036508940
  • https://openalex.org/W2080120856
  • https://openalex.org/W2082611579
  • https://openalex.org/W2095505314
  • https://openalex.org/W2125689633
  • https://openalex.org/W2127843512
  • https://openalex.org/W2315092608
  • https://openalex.org/W2315444103
  • https://openalex.org/W2320820507
  • https://openalex.org/W2359491488
  • https://openalex.org/W2416691125
  • https://openalex.org/W2574098941
  • https://openalex.org/W2686070291
  • https://openalex.org/W2750410782
  • https://openalex.org/W2753392628
  • https://openalex.org/W2763716728
  • https://openalex.org/W2765393142
  • https://openalex.org/W2799497159
  • https://openalex.org/W2802182018
  • https://openalex.org/W2908412495
  • https://openalex.org/W2914462422
  • https://openalex.org/W2915188691
  • https://openalex.org/W2933299050
  • https://openalex.org/W2944409059
  • https://openalex.org/W2947130228
  • https://openalex.org/W2950459054
  • https://openalex.org/W2955545753
  • https://openalex.org/W2969914469
  • https://openalex.org/W2976391758
  • https://openalex.org/W2980844810
  • https://openalex.org/W3022109369