Name: preparation of biomass-based mesoporous carbon with higher nitrogen-/oxygen-chelating adsorption for cu(ii) through microwave pre-pyrolysis
Uploaded: 2019-02-12T12:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Preparation of Biomass-based Mesoporous Carbon with Higher Nitrogen-/Oxygen-chelating Adsorption for CuII Through Microwave Pre-Pyrolysis at JoVE.com

يعترف الكتاب "أموال البحوث الأساسية" للجامعات وسط الصين (No.KYZ201562)، و "صندوق العلوم ما بعد الدكتوراه في الصين" (رقم 2014 م 560429) وخطة البحث والتنمية الرئيسية من مقاطعة جيانغسو (رقم BE2018708).

1. إعداد كربون المنشط تفل قصب السكر
<ol><li>
إعداد مقدمة للكربون المنشط تفل قصب السكر
	<ol>
<li>شطف تفل قصب السكر (التي تم الحصول عليها من مزرعة في جيانغسو، الصين) مع المياه ووضع العينات في فرن تجفيف عند 100 درجة مئوية ح 10.</li>
		<li>سحق اللب المجفف مع مطحنة ومنخل المسحوق من خلال غربال مش 50.</li>
		<li...

<ol>
	<li>Saleh, T. A., Gupta, V. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Processing+methods,+characteristics+and+adsorption+behavior+of+tire+derived+carbons:+a+review.">Processing methods, characteristics and adsorption behavior of tire derived carbons: a review.</a> Advances in Colloid &amp; Interface Science. 211, 93 (2014).</li><li>Mohammadi, N., Khani, H., Gupta, V. K., Amereh, E., Agarwal, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adsorption+process+of+methyl+orange+dye+onto+mesoporous+carbon+material-kinetic+and+thermodynamic+studies.">Adsorption process of methyl orange dye onto mesoporous carbon material-kinetic and thermodynamic studies.</a> Journal of Colloid &amp; Interface Science. 362 (2), 457 (2011).</li><li>Saleh, T. A., Gupta, V. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Column+with+CNT/magnesium+oxide+composite+for+lead(II)+removal+from+water.">Column with CNT/magnesium oxide composite for lead(II) removal from water.</a> Environmental Science &amp; Pollution Research. 19 (4), 1224-1228 (2012).</li><li>Asfaram, A., Ghaedi, M., Agarwal, S., Tyagi, I., Kumargupta, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Removal+of+basic+dye+Auramine-O+by+ZnS:Cu+nanoparticles+loaded+on+activated+carbon:+optimization+of+parameters+using+response+surface+methodology+with+central+composite+design.">Removal of basic dye Auramine-O by ZnS:Cu nanoparticles loaded on activated carbon: optimization of parameters using response surface methodology with central composite design.</a> RSC Advances. 5 (24), 18438-18450 (2015).</li><li>Gupta, V. K., Saleh, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sorption+of+pollutants+by+porous+carbon,+carbon+nanotubes+and+fullerene-+an+overview.">Sorption of pollutants by porous carbon, carbon nanotubes and fullerene- an overview.</a> Environmental Science and Pollution Research. 20 (5), 2828-2843 (2013).</li><li>Ahmaruzzaman, M., Gupta, V. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rice+Husk+and+Its+Ash+as+Low-Cost+Adsorbents+in+Water+and+Wastewater+Treatment.">Rice Husk and Its Ash as Low-Cost Adsorbents in Water and Wastewater Treatment.</a> Industrial &amp; Engineering Chemistry Research. 50 (24), 13589-13613 (2011).</li><li>Ahmed, M. J., Theydan, S. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adsorption+of+cephalexin+onto+activated+carbons+from+Albizia+lebbeck+seed+pods+by+microwave-induced+KOH+and+K2CO3+activations.">Adsorption of cephalexin onto activated carbons from Albizia lebbeck seed pods by microwave-induced KOH and K2CO3 activations.</a> Chemical Engineering Journal. 211 (22), 200-207 (2012).</li><li>Liew, R. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Production+of+activated+carbon+as+catalyst+support+by+microwave+pyrolysis+of+palm+kernel+shell:+a+comparative+study+of+chemical+versus+physical+activation.">Production of activated carbon as catalyst support by microwave pyrolysis of palm kernel shell: a comparative study of chemical versus physical activation.</a> Research on Chemical Intermediates. , 1-17 (2018).</li><li>Lam, S. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microwave-assisted+pyrolysis+with+chemical+activation,+an+innovative+method+to+convert+orange+peel+into+activated+carbon+with+improved+properties+as+dye+adsorbent.">Microwave-assisted pyrolysis with chemical activation, an innovative method to convert orange peel into activated carbon with improved properties as dye adsorbent.</a> Journal of Cleaner Production. 162, 1376-1387 (2017).</li><li>Jin, H., Wang, X., Gu, Z., Polin, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Carbon+materials+from+high+ash+biochar+for+supercapacitor+and+improvement+of+capacitance+with+HNO3+surface+oxidation.">Carbon materials from high ash biochar for supercapacitor and improvement of capacitance with HNO3 surface oxidation.</a> Journal of Power Sources. 236, 285-292 (2013).</li><li>Chen, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Research+Methods+for+the+Biotechnology+of+Lignocellulose.">Research Methods for the Biotechnology of Lignocellulose.</a> Biotechnology of Lignocellulose: Theory and Practice. , 403-510 (2014).</li><li>Say&#287;&#305;l&#305;, H., G&#252;zel, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High+surface+area+mesoporous+activated+carbon+from+tomato+processing+solid+waste+by+zinc+chloride+activation:+process+optimization,+characterization+and+dyes+adsorption.">High surface area mesoporous activated carbon from tomato processing solid waste by zinc chloride activation: process optimization, characterization and dyes adsorption.</a> Journal of Cleaner Production. 113, 995-1004 (2016).</li><li>Cao, Q., Xie, K. C., Lv, Y. K., Bao, W. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Process+effects+on+activated+carbon+with+large+specific+surface+area+from+corn+cob.">Process effects on activated carbon with large specific surface area from corn cob.</a> Bioresource Technology. 97 (1), 110-115 (2006).</li><li>Xiao, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adsorption+behavior+of+phenanthrene+onto+coal-based+activated+carbon+prepared+by+microwave+activation.">Adsorption behavior of phenanthrene onto coal-based activated carbon prepared by microwave activation.</a> Korean Journal of Chemical Engineering. 32 (6), 1129-1136 (2015).</li><li>Ge, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adsorption+of+naphthalene+from+aqueous+solution+on+coal-based+activated+carbon+modified+by+microwave+induction:+Microwave+power+effects.">Adsorption of naphthalene from aqueous solution on coal-based activated carbon modified by microwave induction: Microwave power effects.</a> Chemical Engineering &amp; Processing Process Intensification. 91, 67-77 (2015).</li><li>Yao, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Removal+of+Pb(II)+from+water+by+the+activated+carbon+modified+by+nitric+acid+under+microwave+heating.">Removal of Pb(II) from water by the activated carbon modified by nitric acid under microwave heating.</a> Journal of Colloid and Interface Science. 463, 118-127 (2016).</li><li>Ali, A., Idris, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Utilization+Of+Low-cost+Activated+Carbon+From+Rapid+Synthesis+Of+Microwave+Pyrolysis+For+WC+Nanoparticles+Preparation.">Utilization Of Low-cost Activated Carbon From Rapid Synthesis Of Microwave Pyrolysis For WC Nanoparticles Preparation.</a> Advanced Materials Letters. 08 (1), 70-76 (2016).</li><li>Puchana-Rosero, M. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microwave-assisted+activated+carbon+obtained+from+the+sludge+of+tannery-treatment+effluent+plant+for+removal+of+leather+dyes.">Microwave-assisted activated carbon obtained from the sludge of tannery-treatment effluent plant for removal of leather dyes.</a> Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 504, 105-115 (2016).</li><li>Du, Z. L., Zheng, T., Wang, P., Hao, L. L., Wang, Y. X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fast+microwave-assisted+preparation+of+a+low-cost+and+recyclable+carboxyl+modified+lignocellulose-biomass+jute+fiber+for+enhanced+heavy+metal+removal+from+water.">Fast microwave-assisted preparation of a low-cost and recyclable carboxyl modified lignocellulose-biomass jute fiber for enhanced heavy metal removal from water.</a> Bioresource Technology. 201, 41-49 (2016).</li><li>Ge, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microwave-assisted+modification+of+activated+carbon+with+ammonia+for+efficient+pyrene+adsorption.">Microwave-assisted modification of activated carbon with ammonia for efficient pyrene adsorption.</a> Journal of Industrial &amp; Engineering Chemistry. 39, 27-36 (2016).</li><li>Ghaedi, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modeling+of+competitive+ultrasonic+assisted+removal+of+the+dyes+-+Methylene+blue+and+Safranin-O+using+Fe3O4+nanoparticles.">Modeling of competitive ultrasonic assisted removal of the dyes - Methylene blue and Safranin-O using Fe3O4 nanoparticles.</a> Chemical Engineering Journal. 268, 28-37 (2015).</li><li>Gupta, V. K., Nayak, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cadmium+removal+and+recovery+from+aqueous+solutions+by+novel+adsorbents+prepared+from+orange+peel+and+Fe2O3+nanoparticles.">Cadmium removal and recovery from aqueous solutions by novel adsorbents prepared from orange peel and Fe2O3 nanoparticles.</a> Chemical Engineering Journal. 180 (3), 81-90 (2012).</li><li>Robati, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Removal+of+hazardous+dyes-BR+12+and+methyl+orange+using+graphene+oxide+as+an+adsorbent+from+aqueous+phase.">Removal of hazardous dyes-BR 12 and methyl orange using graphene oxide as an adsorbent from aqueous phase.</a> Chemical Engineering Journal. 284 (7), 687-697 (2016).</li><li>Ali, I., Alothman, Z. A., Sanagi, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Green+Synthesis+of+Iron+Nano-Impregnated+Adsorbent+for+Fast+Removal+of+Fluoride+from+Water.">Green Synthesis of Iron Nano-Impregnated Adsorbent for Fast Removal of Fluoride from Water.</a> Journal of Molecular Liquids. 211, 457-465 (2015).</li><li>Gupta, V. K., Kumar, R., Nayak, A., Saleh, T. A., Barakat, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adsorptive+removal+of+dyes+from+aqueous+solution+onto+carbon+nanotubes:+A+review.">Adsorptive removal of dyes from aqueous solution onto carbon nanotubes: A review.</a> Advances in Colloid &amp; Interface Science. 193 (6), 24 (2013).</li><li>Mittal, A., Mittal, J., Malviya, A., Gupta, V. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adsorptive+removal+of+hazardous+anionic+dye+&amp;#34;Congo+red&amp;#34;+from+wastewater+using+waste+materials+and+recovery+by+desorption.">Adsorptive removal of hazardous anionic dye &amp;#34;Congo red&amp;#34; from wastewater using waste materials and recovery by desorption.</a> Journal of Colloid and Interface Science. 340 (1), 16-26 (2009).</li><li>Wan, Z., Li, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+pre-pyrolysis+mode+on+simultaneous+introduction+of+nitrogen/oxygen-containing+functional+groups+into+the+structure+of+bagasse-based+mesoporous+carbon+and+its+influence+on+Cu(II)+adsorption.">Effect of pre-pyrolysis mode on simultaneous introduction of nitrogen/oxygen-containing functional groups into the structure of bagasse-based mesoporous carbon and its influence on Cu(II) adsorption.</a> Chemosphere. 194, 370-380 (2018).</li><li>Li, K., Li, J., Lu, M., Li, H., Wang, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+and+amino+modification+of+mesoporous+carbon+from+bagasse+via+microwave+activation+and+ethylenediamine+polymerization+for+Pb(II)+adsorption.">Preparation and amino modification of mesoporous carbon from bagasse via microwave activation and ethylenediamine polymerization for Pb(II) adsorption.</a> Desalination and Water Treatment. 57 (50), 24004-24018 (2016).</li><li>Yantasee, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrophilic+Aromatic+Substitutions+of+Amine+and+Sulfonate+onto+Fine-Grained+Activated+Carbon+for+Aqueous-Phase+Metal+Ion+Removal.">Electrophilic Aromatic Substitutions of Amine and Sulfonate onto Fine-Grained Activated Carbon for Aqueous-Phase Metal Ion Removal.</a> Separation Science and Technology. 39 (14), 3263-3279 (2004).</li><li>Li, Y. B., Li, K. Q., Wang, X. H., Li, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ethylenediamine+Modification+of+Hierarchical+Mesoporous+Carbon+for+the+Effective+Removal+of+Pb+(II)+and+Related+Influencing+Factors.">Ethylenediamine Modification of Hierarchical Mesoporous Carbon for the Effective Removal of Pb (II) and Related Influencing Factors.</a> International Journal of Material Science. 6 (1), 58-65 (2016).</li><li>Georgakopoulos, E., Santos, R. M., Chiang, Y. W., Manovic, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Two-way+Valorization+of+Blast+Furnace+Slag:+Synthesis+of+Precipitated+Calcium+Carbonate+and+Zeolitic+Heavy+Metal+Adsorbent.">Two-way Valorization of Blast Furnace Slag: Synthesis of Precipitated Calcium Carbonate and Zeolitic Heavy Metal Adsorbent.</a> Journal of Visualized Experiments. (120), e55062 (2017).</li><li>Loganathan, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modelling+equilibrium+adsorption+of+single,+binary,+and+ternary+combinations+of+Cu,+Pb,+and+Zn+onto+granular+activated+carbon.">Modelling equilibrium adsorption of single, binary, and ternary combinations of Cu, Pb, and Zn onto granular activated carbon.</a> Environmental Science &amp; Pollution Research. (15), 1-12 (2018).</li><li>Vunain, E., Kenneth, D., Biswick, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+and+characterization+of+low-cost+activated+carbon+prepared+from+Malawian+baobab+fruit+shells+by+H3PO4+activation+for+removal+of+Cu(II)+ions:+equilibrium+and+kinetics+studies.">Synthesis and characterization of low-cost activated carbon prepared from Malawian baobab fruit shells by H3PO4 activation for removal of Cu(II) ions: equilibrium and kinetics studies.</a> Applied Water Science. 7 (8), 4301-4319 (2017).</li><li>Bohli, T., Ouederni, A., Villaescusa, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simultaneous+adsorption+behavior+of+heavy+metals+onto+microporous+olive+stones+activated+carbon:+analysis+of+metal+interactions.">Simultaneous adsorption behavior of heavy metals onto microporous olive stones activated carbon: analysis of metal interactions.</a> Euro-Mediterranean Journal for Environmental Integration. 2 (1), 19 (2017).</li><li>Bouhamed, F., Elouear, Z., Bouzid, J., Ouddane, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multi-component+adsorption+of+copper,+nickel+and+zinc+from+aqueous+solutions+onto+activated+carbon+prepared+from+date+stones.">Multi-component adsorption of copper, nickel and zinc from aqueous solutions onto activated carbon prepared from date stones.</a> Environmental Science &amp; Pollution Research. 23 (16), 1-6 (2016).</li><li>Wu, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface+modification+of+phosphoric+acid+activated+carbon+by+using+non-thermal+plasma+for+enhancement+of+Cu(II)+adsorption+from+aqueous+solutions.">Surface modification of phosphoric acid activated carbon by using non-thermal plasma for enhancement of Cu(II) adsorption from aqueous solutions.</a> Separation &amp; Purification Technology. 197, (2018).</li></ol>

في هذا البروتوكول، وهو إحدى الخطوات الحاسمة الإعداد الناجح للكربون ميسوبوروس مع أفضل الخصائص الفيزيائية بالنهج خطوة واحدة، حيث الظروف التجريبية الأمثل بحاجة إلى تحديد. بذلك، دراسة سابقة28، قمنا بمصفوفة متعامدة الميكروويف انحلال حراري التجارب، والنظر في تأثير نسبة التشريب ?...

الكربون المنشط له خصائص الامتزاز فريدة من نوعها، مثل بنية مسامية المتقدمة وعالية مساحة محددة، ومختلف المجموعات الوظيفية السطحية؛ ولذلك، يستخدم الممتزة في المياه المعالجة أو تنقية1،2،،من34. وإلى جانب مزاياه المادية، والكربون المنشط فعالة من حيث التكلفة وغير ضارة بالبيئة، وموادها الخام (مثلاً، الكتلة الحيوية) وفيرة ويتم الحصول عليه بسهولة5،6. الخصائص الفيزيائية للكربون المنشط تعتمد على السلائف التي تستخدم في إعداد هذا التقرير وعلى الظروف التجريبية ل عملية التنشيط7.
عادة ما تستخدم طريقتين تحضير الكربون المنشط: خطوة واحدة وخطوتين نهج8. النهج خطوة واحدة مصطلح يشير إلى السلائف يجري متفحمة وتفعيلها في نفس الوقت بينما النهج خطوتين الذي يشير إلى أن التتابع. نظراً للحفاظ على الطاقة وحماية البيئة، والنهج خطوة واحدة أكثر تفضيلاً لانخفاض درجة الحرارة ومطالبين بالضغط.
وإلى جانب ذلك، تستخدم التنشيط الكيميائية والفيزيائية لتحسين الخصائص التكوينية للكربون المنشط. التنشيط الكيميائية تمتلك مزايا واضحة على النشاط البدني بسبب انخفاض درجة الحرارة التنشيط وأقصر وقت التنشيط والعالي الكربون الغلة وأكثر بنية المسام المتقدمة ويمكن التحكم في درجة معينة9. وقد تم اختباره أن التنشيط الكيميائية يمكن أن يؤديها تشريب الكتلة الحيوية المستخدمة كمواد وسيطة مع ح3ص4، زنكل2، أو مواد كيميائية محددة أخرى، تليها انحلال حراري لزيادة المسامية للكربون المنشط، لأن يمكن إزالة المكونات الليجنوسليولوزيه من الكتلة الحيوية بسهولة بعلاج تدفئة لاحقة، نظراً لقدرة هذه المواد الكيميائية10،11ديهيدروجينيشن. ومن ثم، التنشيط الكيميائية إلى حد كبير يعزز تشكيل المسام الكربون المنشط أو يحسن أداء أدسوربتيفي إلى12من الملوثات. منشط حمضية المفضل إلى ح3ص4، نظراً لأن الطلب على الطاقة أقل نسبيا، عائد أعلى، وأقل تأثير على البيئة13.
لقد الميكروويف انحلال حراري التفوق في توفير الوقت والتدفئة الداخلية موحدة، وكفاءة استخدام الطاقة والتدفئة انتقائية، مما يجعل من أسلوب تدفئة بديلة للكربون المنشط توليف14،15. بالمقارنة مع التدفئة الكهربائية التقليدية، انحلال حراري ميكروويف يمكن تعزيز العمليات الحرارية والكيميائية وتشجيع بعض التفاعلات الكيميائية16. في الآونة الأخيرة، ركزت دراسات مكثفة على إعداد الكربون المنشط بالتنشيط الكيميائية من الكتلة الحيوية باستخدام خطوة واحدة تعمل بالموجات الدقيقة انحلال حراري9،17،،من1819. لذا، أنها مفيدة إلى حد كبير والصديقة للبيئة للتوليف القائم على الكتلة الأحيائية الكربون المنشط بمساعدة الميكروويف ح3ص4 التنشيط.
وبالإضافة إلى ذلك، لتحسين الصلات امتزاز الكربون المنشط تجاه أيونات المعادن الثقيلة محددة، قد اقترح التعديل بالمنشطات هيتيرواتوم [ن، س، الكبريت (S)، إلخ] في هياكل الكربون، وقد ثبت أن هذا أسلوب المستحسن 20،،من2122،23،24،،من2526. يمكن الاستعاضة عن المواقع المعيبة في أو على حواف طبقة الجرافيت heteroatoms لإنشاء المجموعات الوظيفية27. ومن ثم تعديل النيترات والحد تستخدم لتعديل عينات الكربون الناتجة المخدر N/O المجموعات الوظيفية التي تلعب دوراً حاسما في كفاءة التنسيق مع المعادن الثقيلة شكل إلى والتبادل الأيوني28.
تستند النتائج الواردة أعلاه، نقدم بروتوكولا لتوليف N/O ميسوبوروس يخدر ثنائي الكربون من الكتلة الحيوية بالتنشيط الكيميائية واثنين من الأساليب المختلفة انحلال حراري يتبعه تعديل. ويحدد هذا البروتوكول أيضا طريقة التدفئة التي تفضل التعديل التي تلت ذلك لتعاطي المنشطات من المجموعات الوظيفية N/O، وهكذا، تعزيز أداء الامتزاز.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="932">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:269px;">All chemicals and reagents (phosphoric acid, etc.)</td>
			<td style="width:377px;">Nanjing Chemical Reagent Co., Ltd</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;">Analytical grade</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Electric furnace</td>
			<td>Luoyang Bolaimaite Experiment Electric Furnace Co., Ltd</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Microwave oven</td>
			<td>Nanjing Yudian Automation Technology Co., Ltd</td>
			<td></td>
			<td>2.45 GHz frequency</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Surface-area and porosimetry analyzer</td>
			<td>Beijing Gold APP Instrument Co., Ltd</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Vc-Sorb 2800TP</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Fourier transform infrared (FTIR) spectrometer</td>
			<td>Nicolet</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>6700</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Flame atomic absorption spectrophotometry</td>
			<td>Beijing Purkinje General Instrument Corporation</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>A3</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Element Analyzer</td>
			<td>Germany Heraeus Co.</td>
			<td></td>
			<td>CHN-O-RAPID&#160;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

preparation of biomass-based mesoporous carbon with higher nitrogen-/oxygen-chelating adsorption for cu(ii) through microwave pre-pyrolysis

أسلوب صديقة للبيئة لتوليف ميسوبوروس القائم على الكتلة الأحيائية تنشيط الكربون مع ارتفاع النيتروجين-/يقترح الامتزاز خالب الأكسجين ل Cu(II). ويستخدم تفل مشربة بحامض الفوسفوريك كالسلف. بيروليزي السلائف، تستخدم وسائط تدفئة منفصلة اثنين: الميكروويف انحلال حراري وانحلال حراري التدفئة الكهربائية التقليدية. يتم تعديل العينات المستمدة من ثفل قصب السكر الكربون الناتجة مع التعديل النيترات والحد. النيتروجين (N)/المجموعات الوظيفية الأوكسجين (O) هي عرض في وقت واحد على سطح الكربون المنشط، تعزيز لها امتزاز Cu(II) إلى والتبادل الأيوني. يتم تنفيذ تجارب الامتزاز النحاس وتوصيف التحقيق في الخصائص الفيزيائية الأربعة الكربون إعداد العينات وتحديد طريقة التدفئة التي تفضل التعديل اللاحق لتعاطي المنشطات من المجموعات الوظيفية N/O. في هذا الأسلوب، استناداً إلى تحليل بيانات الامتزاز النيتروجين وتحويل فورييه مطيافية الأشعة تحت الحمراء، وتجارب الامتزاز دفعة، ثبت أن الموجات بيروليزيد الكربون لديها المزيد من المواقع عيب، وعليه، الميكروويف فعالية توفير الوقت انحلال حراري تساهم أكثر الأنواع N/O للكربون، على الرغم من أنه يؤدي إلى انخفاض مساحة محددة. هذا الأسلوب يوفر طريقا واعداً لتوليف الممتزات مع النيتروجين أعلى ومحتوى الأكسجين وقدرة امتزاز أعلى من أيونات المعادن الثقيلة في مياه الصرف المعالجة تطبيقات.

إيسوثيرمس الامتزاز/الامتزاز النيتروجين من العينات الأربع ترد في الشكل 1. إظهار جميع الامتزاز إيسوثيرمس زيادة سريعة في المنطقة0 P/P منخفضة، وهذه إيسوثيرمس تنتمي إلى النوع الرابع (التصنيف النظامي) مما يدل على بنيتها المسامية التي تتكون من ميكروبوريس و...

Watch this Scientific Journal Video about Preparation of Biomass-based Mesoporous Carbon with Higher Nitrogen-/Oxygen-chelating Adsorption for CuII Through Microwave Pre-Pyrolysis at JoVE.com

Preparation of Biomass-based Mesoporous Carbon with Higher Nitrogen-/Oxygen-chelating Adsorption for CuII Through Microwave Pre-Pyrolysis

نقدم هنا، بروتوكولا لتجميع الكربون ميسوبوروس يخدر ثنائي النيتروجين/الأكسجين من الكتلة الحيوية بالتنشيط الكيميائية في أوضاع مختلفة انحلال حراري متبوعاً بالتعديل. علينا أن نظهر أن يفيد انحلال حراري الميكروويف عملية التعديل اللاحق لإدخال المزيد من المجموعات الوظيفية النيتروجين والأكسجين في الكربون في نفس الوقت.

إعداد المستندة إلى الكتلة الحيوية ميسوبوروس الكربون مع ارتفاع النيتروجين-/الامتزاز خالب الأكسجين ل Cu(II) من خلال الموجات الدقيقة قبل انحلال حراري

An environment-friendly technique for synthesizing biomass-based mesoporous activated carbon with high nitrogen-/oxygen-chelating adsorption for Cu(II) is ...

ويمكن لهذه الطريقة أن تساعد في الإجابة على الأسئلة الرئيسية في مجال استخدام الكتلة الحيوية واستصلاح مياه الصرف الصحي، مثل إعداد الكربون المعدل القائم على الكتلة الحيوية لإزالة المعادن الثقيلة في المياه المستعملة. والميزة الرئيسية لهذه التقنية هي أن الانحلال الحراري بالموجات الدقيقة يفيد عملية التعديل اللاحقة لإدخال المزيد من مجموعات الكربون الوظيفية من النيتروجين والأكسجين في وقت واحد. للبدء ، شطف الباغاز بالماء الأيون ، ووضع العينات في فرن التجفيف في 100 درجة مئوية لمدة 10 ساعات.سحق الباغاز المجفف مع طاحونة. ثم، غربال المسحوق من خلال منخل 50 شبكة. الآن، ضع 30 غراما من مسحوق الباغاسي الناعم في محلول حمض الفوسفوريك 15 في المئة الوزن في نسبة وزن واحد إلى واحد لمدة 24 ساعة.جفف الخليط في فرن عند درجة حرارة 105 درجات مئوية لمدة ست ساعات. جمع المنتج الناتجة تمهيدا للكربون المنشط القائم على بلاس، أو BAC. الآن، ضع 15 غراماً من السلائف في فرن ميكروويف بتردد 2.45 جيجاهيرتز.تعيين قوة فرن الميكروويف في 900 واط ل pyrolyze العينة لمدة 22 دقيقة. ضمان معدل تدفق النيتروجين من 20 ملليلتر في الدقيقة مع متر تدفق الدوار. يتم توصيل مدخل الهواء من عداد تدفق الدوار إلى اسطوانة النيتروجين باستخدام خرطوم، في حين يتم توصيل منفذ إلى مدخل الهواء من فرن الميكروويف.بعد السماح للكربون الناتجة لتبرد إلى درجة حرارة الغرفة في النيتروجين، triturate وجمع عينة الكربون في منقار. الآن، إضافة 300 ملليلتر من حمض الهيدروكلوريك 0.1-المولار. يحرك الخليط باستخدام مُحرك مغناطيسي عند 200 دورة في الدقيقة لأكثر من 12 ساعة في درجة حرارة الغرفة.تصفية الكربون بواسطة ورقة تصفية مع الترشيح فراغ. ثم شطف العينة بالماء الأيونية حتى قيمة درجة الH من ماء الغسيل أكبر من ستة. جفف الكربون المنشط القائم على الميكروويف الذي يتم التوصل إلى به في الهواء من الميكروويف، أو MBAC، في فرن تجفيف فراغي عند درجة حرارة 105 درجة مئوية لمدة 24 ساعة.مزيج 50 ملليلتر من حمض الكبريتيك المركزة و 50 ملليلتر من حمض النيتريك المركزة في منقار عند درجة الصفر مئوية. ثم، إضافة 10 غراما من MBAC إلى الحل المختلط. استخدمي مُحرّك مغناطيسياً لتحريك الخليط لمدّة 120 دقيقة عند 200 دورة في الدقيقة.تصفية MBAC nitrified بواسطة ورقة مرشح مع الترشيح فراغ. اغسل الكربون بالماء الأيوني حتى يصل الماء الغسلي إلى درجة الـ 6. ثم جفف الكربون المغسول في فرن التجفيف عند درجة حرارة 90 درجة مئوية لمدة 24 ساعة.في قارورة ثلاثية العنق، أضف 5.05 جرام من المنتج الناتج، و50 ملليلتر من الماء الأيون، و20 ملليلتر من محلول الأمونيوم الزهولي 15. يُحرّك هذا الخليط لمدّة 15 دقيقة مع مُحرك مغناطيسي عند 200 دورة في الدقيقة. ثم، إضافة 28 غراما من ديثيونيت الصوديوم، وترك الخليط اثارة في درجة حرارة الغرفة لمدة 20 ساعة.بعد 20 ساعة، تناسب مكثف ارتجاع إلى القارورة، وتسخين الخليط تصل إلى 100 درجة مئوية باستخدام حمام النفط. أضف 120 ملليلتر من حمض الخليك 2.9 مولر إلى القارورة. ثم، والسماح للخليط لتحريك لمدة خمس ساعات مع مُحرك مغناطيسي تحت الارتجاع.إزالة حمام النفط للسماح للمحلول إلى تهدئة درجة حرارة الغرفة. تصفية عينة الكربون، وغسلها بالماء الأيونية حتى درجة الHH حل أكبر من ستة. جفف MBAC المعدلة عند 90 درجة مئوية ، وتدل على أنها MBAC - النيتروجين.لأداء توصيف الهيكلية من خلال الامتزاز النيتروجين وisotherms desorption، وزن أولا أنبوب عينة فارغة. إضافة ما يقرب من 0.15 غراما من عينة الكربون إلى أنبوب العينة. ديغا العينة في 110 درجة مئوية لمدة خمس ساعات في فراغ.ثم، وزن أنبوب عينة تحتوي على الكربون، وحساب وزن عينة الكربون. تثبيت أنبوب العينة في منطقة اختبار منطقة السطح وتحليل porosimetry باستخدام النيتروجين السائل لقياسه في ناقص 196 درجة مئوية. لإجراء التوصيف الكيميائي باستخدام فورييه تحويل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء، تحقق أولاً من درجة الحرارة ومقياس الرطوبة.يجب أن تكون درجة الحرارة 16 إلى 25 درجة مئوية والرطوبة النسبية 20٪ إلى 50٪ إزالة الغطاء الزجري والغبار في مخزن العينة. جفف عينة الكربون وبروميد البوتاسيوم عند 110 درجات مئوية لمدة أربع ساعات لتجنب تأثير الماء على الطيف. ثم اخلط عينة الكربون مع بروميد البوتاسيوم، واستخدم آلية الصحافة لإعداد عينة الاختبار.ضع العينة في منطقة الاختبار، ثم قم بتعيين معلمات البرنامج. ثم، حفظ الأطياف، واخراج العينة قبل معالجة الأطياف. لإجراء تجارب الامتزازات الايونية النحاسية، قم أولاً بضبط درجة الحموضة من حلول كبريتات النحاس إلى خمسة الحموضة باستخدام حمض النيتريك 0.1 المولر و 0.1 مولر هيدروكسيد الصوديوم.ثم ضع 0.05 جرام من الامتزاز في كل من القارورة المخروطية التي تحتوي على 25 ملليلتر من محلول كبريتات النحاس المعدلة حسب الأسي. تناسب الأغطية على القارورة المخروطية، ووضعها في شاكر مداري حراري بمعدل إثارة 150 دورة في الدقيقة عند خمس درجات مئوية، 25 درجة مئوية، ثم 45 درجة مئوية لمدة 240 دقيقة في كل درجة حرارة. استخدم مرشحات غشاء 0.22 ميكرون لفصل الممتزات عن المحلّل.وأخيرا ، استخدم الطيفية امتصاص اللهب الذري لتحديد تركيز النحاس من الترشيح. وتظهر هنا الخصائص الهيكلية والتراكيب الأساسية لجميع العينات. يساهم الانحلال الحراري والتعديلات في الميكروويف في مساحة سطحية أصغر حجمًا محددًا وحجم المسام الإجمالي الأصغر ولكن محتوى أكبر من النيتروجين والأكسجين.تظهر أطياف FTIR أن المواد الكربونية المعدلة قد حصلت على مجموعات وظيفية متميزة من النيتروجين/ الأكسجين ، ويحصل الكربون الميكروكروياً على المزيد. يظهر تأثير الـ PH على الامتزازات الأيونية النحاسية من قبل جميع العينات هنا. MBAC النيتروجين يقدم أفضل امتصاص أيون النحاس من EBAC النيتروجين، على الرغم من MBAC النيتروجين لديه مساحة أقل من السطح وحجم المسام، وذلك بسبب أكثر وفرة مجموعات سطح النيتروجين / الأكسجين.في هذا النموذج، يقترح آلية امتصاص أيونات النحاس بواسطة الكربون المعدل. في عملية التفاعل هذه ، ينطوي الامتزاز الكيميائي بشكل رئيسي على تبادل أيونات وتعقيد. في حين محاولة استخدام نهج غربي لإعداد الكتلة الحيوية من خلال اعتماد الكربون mesoporous، كان أفضل الخصائص الفيزيائية بواسطة الانحلال الحراري الميكروويف.من المهم تحديد الظروف التجريبية المثلى مع الأخذ في الاعتبار تأثير نسبة التشريب ، وقت الانحلال الحراري ، وقوة فرن الميكروويف. بعد هذا الإجراء، يمكن تنفيذ طرق التعديل الأخرى التي يمكن أن تؤدي بفعالية إلى مجموعات أكثر وظيفية من الكربون من أجل التغلب على أوجه القصور، مثل انخفاض مساحة سطحية محددة وحجم المسام الكلي. وبعد تطوير هذه التقنية، مهدت الطريق أمام الباحثين في مجال المواد النانوية الوظيفية لاستكشاف الإعداد السريع للكربون عالي الممتز من الكتلة الحيوية لعلاج مياه الصرف الصحي.لا تنس أن العمل مع حمض الكبريتيك المركز وحامض النيتريك المركز يمكن أن يكون خطيرا للغاية، وينبغي دائما اتخاذ الاحتياطات مثل النظارات الواقية أثناء تنفيذ هذا الإجراء.

Research

JoVE Journal

Environment

Preparation of Biomass-based Mesoporous Carbon with Higher Nitrogen-/Oxygen-chelating Adsorption for Cu(II) Through Microwave Pre-Pyrolysis

Measuring Carbon-based Contaminant Mineralization Using Combined CO2 Flux and Radiocarbon Analyses

Measuring Carbon-based Contaminant Mineralization Using Combined CO2 Flux and Radiocarbon Analyses

قياس ملوثات التعدين استنادا الكربون عن طريق الجمع بين CO<sub&gt; 2</sub&gt; الجريان والكربون المشع تحليلات

A method is described which uses the absence of radiocarbon in industrial chemicals and fuels made from petroleum feedstocks which frequently contaminate ...

Preparation and Testing of Impedance-based Fluidic Biochips with RTgill-W1 Cells for Rapid Evaluation of Drinking Water Samples for Toxicity

Biochips فلويديك مع خلايا RTgill-W1 لرابيد تقييم عينات مياه الشرب لسمية إعداد واختبار المقاومة المستندة إلى

This manuscript describes how to prepare fluidic biochips with Rainbow trout gill epithelial (RTgill-W1) cells for use in a field portable water toxicity ...

Assessment of Labile Organic Carbon in Soil Using Sequential Fumigation Incubation Procedures

تقييم شخص سهل التأقلم الكربون العضوي في التربة عن طريق إجراءات متسلسل التبخير الحضانة

Management practices and environmental changes can alter soil nutrient and carbon cycling. Soil labile organic carbon, a readily decomposable C pool, is ...

Biofilm Removal Using Carbon Dioxide Aerosols without Nitrogen Purge

إزالة بيوفيلم عن طريق بخاخات ثاني أكسيد الكربون دون النيتروجين تطهير

Biofilms can cause serious concerns in many applications. Not only can they cause economic losses, but they can also present a public health hazard. ...

A Flow-through Exposure System for Evaluating Suspended Sediments Effects on Aquatic Life

نظام التعرض تدفق من خلال لتقييم موقوف الرواسب التأثيرات على الحياة المائية

This paper describes the Fish Larvae and Egg Exposure System (FLEES). The flow-through exposure system is used to investigate the effects of suspended ...

Functionalization and Dispersion of Carbon Nanomaterials Using an Environmentally Friendly Ultrasonicated Ozonolysis Process

فونكتيوناليزاشيون وتشتت المواد النانوية الكربون باستخدام عملية أوزونوليسيس أولتراسونيكاتد الصديقة للبيئة

Functionalization of carbon nanomaterials is often a critical step that facilitates their integration into larger material systems and devices. In the ...

Measurement of the Rheology of Crude Oil in Equilibrium with CO2 at Reservoir Conditions

Measurement of the Rheology of Crude Oil in Equilibrium with CO2 at Reservoir Conditions

قياس ريولوجيا النفط الخام في التوازن مع كو<sub&gt; 2</sub&gt; في ظروف الخزان

A rheometer system to measure the rheology of crude oil in equilibrium with carbon dioxide (CO2) at high temperatures and pressures is described. The ...

Experimental System of Solar Adsorption Refrigeration with Concentrated Collector

نظام تجريبي للتبريد الشمسي الامتزاز بجامع مركزة

To improve the performance of solar adsorption refrigeration, an experimental system with a solar concentration collector was set up and investigated. The ...

Optimized Procedure for Determining the Adsorption of Phosphonates onto Granular Ferric Hydroxide using a Miniaturized Phosphorus Determination Method

الإجراء الأمثل لتحديد "الامتزاز فوسفوناتيس" على "هيدروكسيد الحديديك الحبيبية" باستخدام "أسلوب تحديد الفوسفور المنمنمة"

This paper introduces a procedure to investigate the adsorption of phosphonates onto iron-containing filter materials, particularly granular ferric ...

Characterization of Aquatic Biofilms with Flow Cytometry

توصيف الأغشية الحيوية المائية مع التدفق الخلوي

Biofilms are dynamic consortia of microorganism that play a key role in freshwater ecosystems. By changing their community structure, biofilms respond ...