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

המחברים להכיר את המימון למחקר בסיסי האוניברסיטאות המרכזי של סין (No.KYZ201562), קרן המדע פוסט-דוקטורט (מס 2014 ז 560429) סין ו מפתח מחקר ופיתוח התוכנית של מחוז ג'יאנגסו (מס ' BE2018708).

1. הכנת מבוססי פסולת פחם פעיל
<ol><li>
הכנת מבשר על-מבוססות פסולת פחם פעיל
	<ol>
<li>לשטוף את פסולת (המתקבל חווה ג'יאנגסו, סין) עם יונים מים ולשים את הדגימות תנור ייבוש ב 100 מעלות צלזיוס במשך 10 h.</li>
		<li>למחוץ את פסולת מיובשים עם מטחנה, ניפוי האבקה דרך מסננת 50-מש.</li>
		<li>מקום 30 גרם של אבקת פסולת ב...

<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>

פרוטוקול זה, אחד הצעדים הקריטיים הוא הכנה מוצלחת של mesoporous פחמן עם יותר physicochemical סגולות לפי הגישה בשלב אחד, שבו תנאים אופטימליים ניסיוני צריך להיקבע. אז, הקודם המחקר28, ביצענו מערך אורתוגונלית מיקרוגל פירוליזה ניסויים, שוקל את השפעת היחס הספגה של פסולת, חומצה זרחתית, פירוליזה, תנ...

פחם פעיל יש מאפיינים ייחודיים ספיחה, כגון מבנה נקבובי מפותחת סגולי גבוה, קבוצות פונקציונליות משטח שונים; לכן, זה עובד כמו adsorbent מים טיפול או טיהור1,2,3,4. מלבד היתרונות הפיזיים שלה, פחם פעיל הוא חסכוני ולא מזיק לסביבה, חומר הגלם שלו (למשל, ביומסה) הוא שופע, רכש בקלות5,6. המאפיינים physicochemical של פחם פעיל תלויה את סימנים מקדימים הנמצאים בשימוש בעת הכנתה על תנאי הניסוי של תהליך ההפעלה7.
שתי שיטות משמשים בדרך כלל כדי להכין פחם פעיל: צעד אחד, שני שלבים של הגישה8. הגישה של צעד אחד המונח מתייחס מבשרי להיות מפוחם, מופעל בעת ובעונה אחת, בעוד הגישה שני שלבים מתייחס זה ברצף. על רקע שימור אנרגיה ושמירה על איכות הסביבה, הגישה בשלב אחד היא מועדפת שלו לטמפרטורה נמוכה, לחץ בדרישה.
. חוץ מזה, הפעלת כימיים ופיזיים מנוצלים כדי לשפר את המאפיינים רקמתי של פחם פעיל. הפעלת כימי בעל לכאורה יתרונות הפעלה גופנית בגלל הטמפרטורה ההפעלה התחתונה שלו, זמן הפעלה קצר, תשואה גבוהה יותר פחמן ומבנה יותר מפותח, לשליטה נקבובית ב מסוימים דרגה9. זה נבדק כי הפעלת כימי יכול להתבצע על ידי ביומסה לביצית משמש זינה עם H3פו4, ZnCl2או כימיקלים מסוימים אחרים, ואחריו פירוליזה להגדיל את נקבוביות פחמן activated, כי lignocellulosic רכיבים של ביומסה ניתן להסיר בקלות באמצעות טיפול חימום עוקבות, בשל היכולת דהידרוגנציה של אלה10,כימיקלים11. לפיכך, של כימיים מאוד משפר את היווצרות הנקבוביות של פחם פעיל או משפר את הביצועים adsorptive מעולה מזהמים12. Activator חומצי עדיף H3פו4, בשל הביקוש אנרגיה נמוכה יותר יחסית שלה, תשואה גבוהה יותר, ופחות את ההשפעה על הסביבה13.
מיקרוגל פירוליזה יש את עליונות חיסכון בזמן, חימום פנים אחיד, יעילות האנרגיה, חימום סלקטיבי, שהופך אותו בשיטת חימום חלופיים באמצעות סינתזה של פחמן14,15. לעומת קונבנציונאלי חימום חשמלי, מיקרוגל פירוליזה ניתן לשפר תהליכים thermo-כימית, לקדם תגובות כימיות מסוימות16. לאחרונה, מחקרים מקיפים התמקדו הכנת פחם פעיל על-ידי הפעלת כימי מ ביומסה באמצעות צעד אחד מיקרוגל פירוליזה9,17,18,19. . אז, זה במידה ניכרת אינפורמטיבי וידידותיים לסביבה כדי סינתזה מבוססי ביומסה פחם פעיל על-ידי הפעלת4 3פו H בסיוע מיקרוגל.
בנוסף, כדי לשפר את הזיקות ספיחה של פחם פעיל לקראת יונים ספציפיים של מטאל, הוצע שינוי על ידי heteroatom [N, O, גופרית (S), וכו '] אילוח למבנים פחמן, זה הוכיח את עצמו להיות שיטה רצויה 20,21,22,23,24,25,26. אתרים פגומים או בקצוות של שכבה גרפיט יכול להיות מוחלף על ידי heteroatoms כדי ליצור קבוצות פונקציונליות27. לפיכך, השינוי ניטריפיקציה וצמצום משמשים לשינוי פחמן תוצאות דגימות סמים N/O קבוצות פונקציונליות אשר לשחק תפקיד מכריע ביעילות בתיאום עם מתכות כבדות כדי ליצור complexing ויונים28.
על סמך הממצאים הנ ל, אנו מציגים את שיטה למיזוג N/O פחמן mesoporous כפול-מסטול מ ביומסה על-ידי הפעלת כימי, שתי שיטות שונות פירוליזה ואחריו השינוי. פרוטוקול זה גם קובע באיזו שיטת חימום טובות של השינוי שהתפתח עבור סימום של קבוצות פונקציונליות N/O ו, לכן, שיפור הביצועים ספיחה.

<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

טכניקת ידידותיים לסביבה עבור סינתזה mesoporous מבוססי ביומסה הופעל פחמן עם חנקן גבוה- / ספיחה chelating חמצן עבור Cu(II) מוצע. פסולת ספוג בחומצה זרחתית מנוצל כמבשר. כדי pyrolyze מבשר, משמשים שני מצבי חימום נפרדים: מיקרוגל פירוליזה ולא קונבנציונאלי פירוליזה חימום חשמלי. הדגימות פחמן נגזר פסולת הנוצרת עוברות שינוי בשינוי ניטריפיקציה וצמצום. חנקן (N) / קבוצות פונקציונליות חמצן (O) מוצגים בו זמנית על פני השטח של פחם פעיל, שיפור שלה ספיחה של Cu(II) על ידי complexing ויונים. אפיון וניסויים ספיחה נחושת מבוצעות כדי לחקור את המאפיינים physicochemical של הארבעה פחמן מוכן לקבוע איזו שיטת חימום טובות של השינוי עוקבות עבור סימום של קבוצות פונקציונליות N/O. בטכניקה זו, המבוססת על ניתוח נתונים של חנקן ספיחה, ספקטרוסקופיית פורייה אצווה ספיחה ניסויים, הוכח כי pyrolyzed מיקרוגל פחמן יש עוד אתרים פגם ו, לכן, מיקרוגל יעילים לחיסכון בזמן פירוליזה תורם יותר מינים N/O לפחמן, למרות זה מוביל סגולי נמוך יותר. טכניקה זו מציעה מסלול מבטיח סינתזה adsorbents עם חנקן גבוה, תכולת החמצן, קיבולת ספיחה גבוהה יותר של יונים של מתכות כבדות ביישומים תיקונים בשפכים.

חנקן isotherms ספיחה/desorption של הארבעה מוצגים באיור1. כל איזוטרמות להראות עלייה מהירה באזור0 P/P נמוך, isotherms אלה שייכים לסוג הרביעי (סיווג סיסטמטי) הממחיש את המבנה נקבובית שלהם זה מורכב micropores mesopores דומיננטי32.
פרמ?...

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

כאן, אנו מציגים שיטה למיזוג חנקן/חמצן פחמן mesoporous כפול-מסטול מ ביומסה החשפות כימי במצבים שונים פירוליזה ואחריו השינוי. נדגים פירוליזה מיקרוגל יתרונות תהליך השינוי עוקבות להכיר בו זמנית יותר חנקן וחמצן קבוצות פונקציונליות על הפחמן.

הכנת ביומסה מבוססי פחמן Mesoporous עם חנקן גבוה יותר-/ ספיחה chelating חמצן עבור Cu(II) באמצעות פירוליזה קדם מיקרוגל

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

שיטה זו יכולה לעזור לענות על שאלות מפתח בניתול הביומסה ותחום תיקון השפכים, כגון הכנת פחמן מבוסס ביומסה שונה להסרת מתכות כבדות בשפכים. היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא כי פירוליזה מיקרוגל היתרונות תהליך השינוי שלאחר מכן כדי להציג בו זמנית יותר חנקן וחמצן פונקציונלי קבוצות של פחמן. כדי להתחיל, לשטוף את bagasse עם מים deionized, ולשים את הדגימות בתנור ייבוש ב 100 מעלות צלזיוס במשך 10 שעות.לרסק את bagasse מיובש עם מטחנה. לאחר מכן, לתסמן את האבקה דרך מנון 50 רשת. עכשיו, מניחים 30 גרם של אבקת bagasse בסדר לתוך 15 משקל אחוז חומצה זרת הזרחן פתרון ביחס משקל אחד לאחד במשך 24 שעות.יבש את התערובת בתנור ב 105 מעלות צלזיוס במשך שש שעות. אסוף את המוצר המתקבל כמבשר עבור פחמן פעיל מבוסס bagasse, או BAC. עכשיו, לשים 15 גרם של מבשר במיקרוגל עם תדר 2.45 ג'יגה-הרץ.הגדר את כוחו של מיקרוגל ב 900 וואט כדי pyrolyze את המדגם במשך 22 דקות. להבטיח קצב זרימת חנקן של 20 מיליליטר לדקה עם מד זרימת רוטור. מפרץ האוויר של מד זרימת הרוטור מחובר לנסנדר חנקן באמצעות צינור, בעוד השקע מחובר לכניסת האוויר של מיקרוגל.לאחר מתן אפשרות פחמן וכתוצאה מכך להתקרר לטמפרטורת החדר בחנקן, triturate ולאסוף את דגימת הפחמן בסק. עכשיו, תוסיף 300 מיליליטר של חומצה הידרוכלורית 0.1 טוחן. מערבבים את התערובת באמצעות ערבוב מגנטי ב 200 סל"ד במשך יותר מ 12 שעות בטמפרטורת החדר.סנן את הפחמן לפי נייר סינון עם סינון ואקום. לאחר מכן, לשטוף את המדגם עם מים deionized עד ערך ה- pH של מי לשטוף גדול משש. ייבשו את הפחמן המופעל על בסיס bagasse המבוסס על מיקרוגל, או MBAC, בתנור ייבוש ואקום בטמפרטורה של 105 מעלות צלזיוס למשך 24 שעות.מערבבים 50 מיליליטר של חומצה גופרתית מרוכזת ו-50 מיליליטר של חומצה חנקתית מרוכזת בפקוס באפס מעלות צלזיוס. לאחר מכן, הוסף 10 גרם של MBAC לפתרון המעורב. השתמשו בערבב מגנטי כדי לערבב את התערובת במשך 120 דקות ב-200 סל"ד.סנן את ה- MBAC המנוטרל לפי נייר סינון עם סינון ואקום. לשטוף את הפחמן עם מים deionized עד מי לשטוף מגיע pH שש. לאחר מכן, לייבש את הפחמן שטף בתנור ייבוש ב 90 מעלות צלזיוס במשך 24 שעות.בבקבוקון תלת-צווארי, הוסיפו 5.05 גרם של המוצר שנוצר, 50 מיליליטר מים לא מיומנים ו-20 מיליליטר של תותב אמוניום 15-טוחן. מערבבים את התערובת במשך 15 דקות עם ערבוב מגנטי ב 200 סל"ד. לאחר מכן, מוסיפים 28 גרם של נתרן dithionite, ולהשאיר את התערובת תוך ערבוב בטמפרטורת החדר במשך 20 שעות.לאחר 20 שעות, להתאים מעב reflux לבקבוקון, לחמם את התערובת עד 100 מעלות צלזיוס באמצעות אמבט שמן. מוסיפים 120 מיליליטר של חומצה אצטית טוחה 2.9 לבקבוק. לאחר מכן, לאפשר לתערובת לבחוש במשך חמש שעות עם ערבוב מגנטי תחת ריפלוקס.הסר את אמבט השמן כדי לאפשר לפתרון להתקרר לטמפרטורת החדר. מסננים את דגימת הפחמן, ושוטפים אותה במים דה-מיוננים עד שה- pH של הפתרון גדול משישה. יבש את MBAC שונה ב 90 מעלות צלזיוס, ולציין אותו כמו MBAC-חנקן.כדי לבצע אפיון מבני באמצעות פיסטור חנקן ו isotherms desorption, תחילה לשקול צינור מדגם ריק. הוסף כ 0.15 גרם של דגימת הפחמן לצינור המדגם. דגה המדגם ב 110 מעלות צלזיוס במשך חמש שעות בוואקום.לאחר מכן, לשקול את הצינור מדגם המכיל פחמן, ולחשב את המשקל של דגימת הפחמן. התקן את צינור הדגימה לאזור הבדיקה של שטח הפנים ומנתח porosimetry באמצעות חנקן נוזלי כדי למדוד אותו במינוס 196 מעלות צלזיוס. כדי לבצע את האפיון הכימי באמצעות ספקטרוסקופיית אינפרא אדום של שינוי פורייה, בדוק תחילה את הטמפרטורה ואת מד הלחץ.הטמפרטורה צריכה להיות 16 עד 25 מעלות צלזיוס ואת הלחות היחסית 20%-50% הסר את כיסוי יובוש ואבק במחסן מדגם. יבש את דגימת הפחמן ואשלגן ברומיד ב 110 מעלות צלזיוס במשך ארבע שעות, כדי למנוע את ההשפעה של מים על הספקטרום. לאחר מכן, מערבבים את דגימת הפחמן עם אשלגן ברומיד, ולהשתמש במנגנון העיתונות כדי להכין את מדגם הבדיקה.מקם את הדוגמה באזור הבדיקה והגדר את הפרמטרים של התוכנה. לאחר מכן, שמור את הספקטרום, וה להוציא את הדגימה לפני עיבוד הספקטרום. כדי לבצע את ניסויי פיזור יוני הנחושת, התאימו תחילה את ה- pH של פתרונות נחושת סולפט ל- pH five באמצעות חומצה חנקתית טוחנת 0.1 ופתרונות נתרן הידרוקסיד 0.1 טוחנים.לאחר מכן, מניחים 0.05 גרם של ספוג בכל אחד מהבקבוקים חרוט המכיל 25 מיליליטר של פתרונות נחושת סולפט מותאם pH. התאימו את העפעפיים על הבקבוקים החטוטיים, והכניסו אותם לשייקר מסלולי תרמוסטטי עם קצב ערבוב של 150 סל"ד בחמש מעלות צלזיוס, 25 מעלות צלזיוס ולאחר מכן 45 מעלות צלזיוס במשך 240 דקות בכל טמפרטורה. השתמש במסנני קרום 0.22 מיקרון כדי להפריד את כשפות המודעות מהפתרון.לבסוף, השתמש בספקטרופוטומטריית ספיגה אטומית להבה כדי לקבוע את ריכוז הנחושת של הסינון. מאפיינים מבניים קומפוזיציות אלמנטליות של כל הדגימות מוצגים כאן. פירוליזה של מיקרוגל ושינוי תורמים לאזור פנים ספציפי קטן יותר ולנפח נקבוביות קטן יותר אך לתכולת חנקן וחמצן גדולה יותר.ספקטרום FTIR מראה כי חומרי הפחמן ששונו השיגו קבוצות פונקציונליות שונות של חנקן/חמצן, והפחמן הפירוליזי במיקרוגל מקבל יותר. ההשפעה של pH על סחוף יון נחושת על ידי כל הדגימות מוצגת כאן. MBAC-חנקן מציג ספיחת יון נחושת טובה יותר מאשר EBAC-חנקן, אם כי MBAC-חנקן יש שטח פנים נמוך יותר ונפח נקבוביות, בשל קבוצות משטח חנקן /חמצן בשפע יותר.במודל זה, המנגנון לתסגוע יון נחושת על ידי פחמן שונה מוצע. בתהליך תגובה זה, ההסתעפה הכימית כרוכה בעיקר בחילופי יון ומורכבות. בעוד הניסיון להשתמש בגישה מערבית להכנת ביומסה על ידי מבוסס על פחמן מזופורי, היה תכונות פיזיוכימיות טובות יותר על ידי פירוליזה במיקרוגל.חשוב לקבוע את תנאי הניסוי האופטימליים בהתחשב בהשפעה של יחס ההפלה, זמן הפירואליזה וכוח תנור המיקרוגל. בעקבות הליך זה, שיטות שינוי אחרות שיכולות להציג ביעילות קבוצות פונקציונליות יותר של הפחמן יכולות להתבצע על מנת להתגבר על חסרונות, כמו ירידה של שטח פנים ספציפי ואת נפח הנקבוביות הכולל. לאחר התפתחותה, טכניקה זו סללה את הדרך לחוקרים בתחום הננו-חומרים הפונקציונליים לחקור הכנה מהירה של פחמן עתיר סגף מהביומסה לתיקון שפכים.אל תשכח כי עבודה עם חומצה גופרתית מרוכזת וחומצה חנקתית מרוכזת יכול להיות מסוכן מאוד, אמצעי זהירות כגון משקפי מגן תמיד צריך לקחת בעת ביצוע הליך זה.

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

פחמן מבוסס מדידת מינרליזציה מזהם שימוש המשולב CO<sub&gt; 2</sub&gt; ניתוח שטף ו פחמן רדיואקטיבי

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

הכנה ובדיקה של עכבה מבוססי biochips fluidic עם תאים RTgill-W1 טוב ההערכה המהירה של שתייה דגימות מים עבור רעילות

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

הערכת פחמן אורגני יציב בקרקע שימוש סדרתית פומיגציה ונהלי דגירה

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

הסרת biofilm באמצעות אירוסולים פחמן דו-חמצני ללא חנקן טהר

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

מערכת חשיפת זרימה דרך להערכת מושעה משקעים השפעות על חיים ימיים

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

פונקציונליזציה ופיזור של פחמן ננו באמצעות תהליך ידידותי לסביבה Ultrasonicated Ozonolysis

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

מדידה של ראולוגיה של נפט גולמי שיווי משקל עם CO<sub&gt; 2</sub&gt; בתנאים מאגר

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

מערכת ניסויית של ספיחה שמש קירור עם אספן מרוכז

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

אופטימיזציה הליך לקביעת ספיחה של Phosphonates על גבי הידרוקסיד Ferric פרטנית באמצעות שיטה נחישות זרחן מיניאטורי

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

אפיון Biofilms ימיים עם Cytometry זרימה

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