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
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著者は中央大学の中国 (No.KYZ201562)、中国ポスドク科学基金 (号 2014 M 560429)、江蘇省号のキー研究開発計画の基礎的研究資金を認めるBE2018708)。

1. バガスを用いた活性炭の調製
<ol><li>
バガスを用いた活性炭の前駆体の調製
	<ol>
<li>バガス (中国江蘇省でファームから取得) を脱イオン水でリンスし、10 h の 100 ° C で乾燥炉内にサンプルを置きます。</li>
		<li>グラインダーと乾燥バガスを粉砕し、50 メッシュのふるいを通して粉をふるい。</li>
		<li>6 h バガス ベース活性炭 (BAC) の前駆体として得られた生成物を収集するため?...

<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>

このプロトコルでは、重要な手順の 1 つは最適な実験条件が判断される必要があるワンステップのアプローチでより良い物理化学的性質とメソ孔炭素の成功準備です。だから、以前の研究28行った直交配列マイクロ波熱分解実験、バガスとリン酸、熱分解の時間、電子レンジの電源と乾燥時間の含浸率の効果を考慮しました。その上、細心の退屈な Cu (II) に注意する必要が?...

活性炭が開発した多孔質構造、高表面積様々 な表面機能グループなどのユニークな吸着特性したがって、吸着剤として水治療や浄化1,2,3,4で採用されています。物理的な利点があります, 以外にも活性炭はコスト効率の高い、環境に無害である、(例えばバイオマス) 原料が豊富で簡単に得られる5,6。活性炭の物性は、その準備で使用される前駆物質と活性化プロセス7の実験条件によって異なります。
活性炭を準備する 2 つの方法が用いられます: ワンステップと 2 段階アプローチ8。用語 1 段階のアプローチは、炭化され、2 段階のアプローチは、順番を参照しながら同時にアクティブの前駆物質を指します。省エネや環境保護の観点からワンステップ アプローチは、低い温度と圧力を要求より優れています。
その上、化学と物理の活性化は、活性炭のテクスチャー特性を改善するために活用されます。化学活性化は、その下の活性化温度、活性化時間の短縮、炭素収とある特定の程度の9より開発され、制御可能な空隙構造のための物理的なアクティブ化の明白な利点を所有しています。H3PO4ZnCl2、またはので、活性炭の気孔率を増加する熱分解に続いて、他の特定の化学物質の原料として使用される含浸バイオマス化学活性化を実行できることがテストされていますこれら化学物質10,11の脱水素能力によりの後の加熱処理によるリグノ セルロース系バイオマスを簡単に削除できます。したがって、化学的活性化は大きく活性炭の細孔の形成を強化または汚染物質12吸着性能を向上します。酸性活性化 H3PO4、その比較的低いエネルギー需要より高い収穫のため、以下の13の環境への影響をお勧めします。
マイクロ波熱分解合成活性炭14,15に代替加熱して、選択加熱、エネルギー効率、均一な内部加熱時間の節約で優位性があります。マイクロ波熱分解は従来の電気暖房と比べると、熱化学プロセスを高め、特定の化学反応の16を促進できます。最近では、広範な研究は、ワンステップ マイクロ波熱分解9,17,18,19を用いたバイオマスから薬品賦活法による活性炭の準備に焦点を当てています。だから、かなり有益であり、環境に優しい合成マイクロ波 H3PO4活性化による活性炭のバイオマスをベースに、です。
さらに、特定の重金属に対する活性炭の吸着親和性を向上させるため、 [N、O、硫黄 (S) 等]はヘテロ原子が炭素構造にドーピングすることによって変更を提案されている、これはの望ましい方法であると証明されています20,21,22,23,24,25,26。欠陥サイトでまたはグラファイト層の端は、官能27を生成するヘテロ原子で置き換えることができます。したがって、硝化と還元の変更を使用して効率的に重金属錯化剤およびイオン交換28を形成するとの調整に重要な役割を果たす N/O 官能をドープする結果として生じる炭素サンプルを変更します。
上記の調査結果に基づいて、薬品賦活法によるバイオマスからの N/O デュアル ドープ メソポーラス カーボンと 2 つの異なる熱分解方法変更によるフォロー アップを合成するためのプロトコルを提案する.このプロトコルでは、N/O の機能グループのドーピングとは、吸着性能を高めその後の修正を支持する加熱方法も決定します。

<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

バイオマスを用いたメソポーラスシリカを合成する環境にやさしい技術と高窒素 - 活性炭/酸素キレート吸着 cu (ii) を提案します。リン酸を含浸させたバガスは、前駆体として利用されています。前駆体を pyrolyze、2 つの別個の加熱モードを使用: マイクロ波熱分解と従来の電気加熱分解します。結果として得られるバガス由来の炭素サンプルは、硝化と還元変更で変更されます。窒素 (N) ・酸素 (O) の機能グループは、cu (ii) の錯化剤およびイオン交換による吸着を強化、活性炭の表面に同時に導入します。4 つの準備された炭素サンプルの物理化学的性質を調査し、加熱方法を支持する N/O 官能のドーピングの後の変更を決定する特性と銅の吸着実験を行ったこの手法では、窒素吸着、フーリエ変換赤外分光法、およびバッチ吸着実験データの解析に基づくマイクロ波熱分解炭素がより多くの欠陥サイトと、したがって、時間節約効果マイクロ波よね熱分解は、低比表面積につながるそれがカーボン、N/O 種以上を貢献しています。この手法より高い窒素と酸素含有量と重金属排水修復アプリケーションで高い吸着容量合成吸着剤への有望なルートを提供しています。

4 つのサンプルの窒素吸着/脱離等温線は図 1に示した。すべての吸着等温線は、低/P0領域に急速な増加を表示、これらの等温線が孔および支配的なメソ孔32成っているその細孔構造を示すタイプ IV (IUPAC 分類) に属する。
窒素吸着等温線から得られたすべてのサンプルの表面?...

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

ここでは、異なる分解モード変更後に薬品賦活法によるバイオマスからデュアル ドープ メソポーラス炭素窒素/酸素を合成するプロトコルを提案します。そのマイクロ波熱分解炭素より窒素と酸素官能基を同時に紹介するその後の変更プロセスの利点を紹介します。

高い窒素-メソ孔炭素のバイオマス ベースの準備/電子レンジ前熱分解による銅 (ii) 酸素キレート吸着

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

この方法は、バイオマスの利用や排水浄化分野における重要な問題(排水中の重金属除去のための改変バイオマスベースの炭素の調製など)に答える助けとなります。この技術の主な利点は、マイクロ波熱分解が、炭素の窒素および酸素の官能基を同時に導入するサブシーケンシャル改質プロセスに利益をもたらすことである。まず、バラのバラを脱イオン水ですすぐ、乾燥したオーブンに100°Cで10時間入れます。乾燥したバガスをグラインダーでつぶします。その後、50メッシュのふるいを通して粉末をふるいにかけます。次に、30グラムの細かいバガス粉を15重量%のリン酸溶液に1対1の重量比で24時間置きます。オーブンで6時間摂氏105度で混合物を乾燥させます。バガス系活性炭(BAC)の前駆体として得られた製品を収集します。さて、2.45ギガヘルツの周波数で電子レンジに前駆体の15グラムを入れます。電子レンジの電源を900ワットに設定し、サンプルを22分間熱分解します。ローター流量計で毎分20ミリリットルの窒素流量を確保します。ロータ流量計の空気入口はホースを用いて窒素ボンベに接続され、出口は電子レンジの空気入口に接続される。得られた炭素を窒素中の室温まで冷却させた後、三turateし、ビーカーに炭素サンプルを集める。次に、0.1モル塩酸の300ミリリットルを加えます。200 rpmで磁性攪拌機を室温で12時間以上かき混ぜます。真空ろ過を行ったフィルター紙で炭素をろ過します。次いで、洗浄水のpH値が6より大きくなるまで、脱イオン水で試料をリンスする。マイクロ波熱分解バガスベースの活性炭(MBAC)を105°Cの真空乾燥オーブンで24時間乾燥させます。50ミリリットルの濃硫酸と50ミリリットルの濃硝酸をゼロ度のビーカーに混ぜます。次に、混合溶液に10グラムのMBACを加える。磁気攪拌機を使用して、200rpmで120分間攪拌します。真空ろ過を行った濾紙で硝化MBACを濾過します。炭素を脱イオン水で洗浄し、水がpH6になるまで洗浄します。その後、洗浄した炭素を90°Cの乾燥オーブンで24時間乾燥させます。3つの首のフラスコに、得られた生成物の5.05グラム、脱イオン水50ミリリットル、15モルアンモニウム溶液の20ミリリットルを加える。この混合物を200rpmで磁気攪拌機で15分間かき混ぜます。その後、28グラムのジチオネ酸ナトリウムを加え、室温で20時間攪拌したままにしておきます。20時間後、フラスコに還流コンデンサーを取り付け、油浴を用いて100度まで温めます。フラスコに2.9モル酢酸120ミリリットルを加えます。次いで、還流下の磁気攪拌機で5時間攪拌する混合物を可能にする。オイルバスを取り外して、溶液を室温まで冷却します。炭素試料をろ過し、溶液pHが6より大きくなるまで脱イオン水で洗浄する。修正したMBACを摂氏90度で乾燥させ、MBAC窒素と言います。窒素吸着と脱着性の吸着を通して構造特性を測定するには、まず空のサンプルチューブを計量します。サンプルチューブに約0.15グラムの炭素サンプルを加えます。真空中で5時間摂氏110度でサンプルを脱気します。次に、炭素を含むサンプルチューブを秤量し、炭素試料の重量を算出する。液体窒素を使用してサンプルチューブを表面積の試験領域に取り付け、マイナス196°Cで測定します。フーリエ変換赤外線分光法を用いて化学特性解析を行う場合は、まず温度と湿度計を確認してください。温度は摂氏16〜25度、相対湿度20%〜50%サンプル貯蔵庫の乾燥剤とダストカバーを取り外す必要があります。炭素サンプルと臭化カリウムを摂氏110度で4時間乾燥させ、水がスペクトルに及ぼす影響を避けます。次いで、臭化カリウムと混合し、プレス機構を使用して試験試料を調製する。サンプルをテスト領域に配置し、ソフトウェアのパラメータを設定します。次に、スペクトルを保存し、スペクトルを処理する前にサンプルを取り出します。銅イオン吸着実験を行う場合は、まず、0.1モル硝酸および0.1モル水酸化ナトリウム溶液を用いて、硫酸銅溶液のpHをpH5に調整します。次に、pH調整硫酸銅溶液の25ミリリットルを含む円錐形フラスコのそれぞれに0.05グラムの吸着剤を入れる。円錐形のフラスコに蓋を取り付け、温度を5°Cで150rpm、摂氏25度で攪拌速度でサーモスタット軌道シェーカーに入れ、各温度で240分間摂氏45度にします。0.22ミクロンの膜フィルターを使用して、吸着剤を溶液から分離します。最後に、火炎原子吸光光度測定を用いて、濾液の銅濃度を決定する。全てのサンプルの構造特性と元素組成をここに示す。マイクロ波熱分解および改質は、より小さな比表面積と小さな総孔容積に寄与するが、窒素および酸素含有量が大きい。FTIRスペクトルは、改変炭素材料が明確な窒素/酸素官能基を得ており、マイクロ波熱分解炭素がより多くを得ることを示しています。すべてのサンプルによる銅イオン吸着に対するpHの効果をここに示す。MBAC窒素は、より豊富な窒素/酸素表面群のために、MBAC窒素はより低い表面積と孔体積を有するが、EBAC窒素よりも優れた銅イオン吸着を提示する。このモデルでは、変性炭素による銅イオン吸着機構が提案されている。この反応過程において、化学的吸着は主にイオン交換と錯化を伴う。メソポーラス炭素をベースにバイオマスを調製するために西洋のアプローチを用いようとする一方で、マイクロ波熱分解によりより優れた物理化学的特性であった。含浸比、熱分解時間、電子レンジパワーの効果を考慮して、最適な実験条件を決定することが重要です。この手順に従って、炭素のより多くの官能基を効果的に導入できる他の改変方法は、比表面積の減少および総孔体積のような欠点を克服するために行うことができる。その開発後、この技術は、機能化されたナノ材料の分野の研究者が、廃水修復のためにバイオマスから高吸水性炭素を迅速に調製する道を開いた。濃縮硫酸と濃縮硝酸での作業は非常に危険であり、この手順を実行する間は常に保護眼鏡などの予防措置を講じるべきであることを忘れないでください。

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

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

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

シーケンシャル燻蒸インキュベーション・プロシージャを使用した土壌中の不安定な有機炭素の評価

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

バイオフィルム除去窒素パージすることなく、二酸化炭素エアロゾルを使用します

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

水生生物に浮遊堆積物の影響を評価するためのフロースルー露光装置

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

環境にやさしい超音波オゾン分解プロセスを用いたカーボンナノ材料の機能化と分散

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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

COとの平衡状態における原油のレオロジーの測定<sub&gt; 2</sub&gt;貯水池の条件で

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

太陽吸着冷凍濃縮コレクターの実験システム

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

最適化された小型リン定量法を用いた粒状水酸化第二鉄に酸の吸着を確認する手順

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

フローサイトメトリーによる水生バイオ フィルムの特性

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

高い窒素-メソ孔炭素のバイオマス ベースの準備/電子レンジ前熱分解による銅 (ii) 酸素キレート吸着

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