Liquid-Phase Exfoliation of Biochars in Green Solvents and Correlation with Solvent Parameters
Notice bibliographique
Résumé
Liquid-phase exfoliation (LPE) is a process frequently used to overcome the interactions between layers in layered materials to produce small sheets of material, with remarkable properties and high value applications. Materials are prepared via direct or indirect sonication in a solvent that must be able to effectively disperse and stabilize the sheets produced. Unfortunately, the preferred solvents for exfoliation processes are often toxic and possess several health risks. In this work, we show that LPE in greener solvents can be used to access nanostructures of biochar and further improve the applications of this renewable and bio-based material. Herein, pristine and oxidized biochars prepared from hardwood and softwood biomass waste (e.g. sludge, bark, and sawdust) are exfoliated in a range of solvents to allow the identification of benign alternatives that could afford highly concentrated dispersions. The majority of biochar nanostructures produced after exfoliation are stacked nanosheets containing between 2-8 layers (average 15 nm thickness). Correlations between effective LPE of biochar in solvents and different solvent parameters, including Kamlet-Taft, were established and allowed greener solvents to be used. Surface modification of biochars (e.g. via oxidation) has potential to increase their dispersibility in more benign solvents. LPE of oxidized biochars is more efficient in hydrogen-bond accepting solvents due to the increased concentration of carboxylic acid and alcohol functional groups on the surface of particles, when compared to non- functionalized biochars. Dispersions containing 0.20-0.75 mg/mL exfoliated oxidized biochar were obtained in solvents such as polyethylene glycols, glycerol formal and e-caprolactone. Moreover, LPE of pristine biochars in dimethyl carbonate, ethyl acetate, and solketal gave similar yields to more commonly used solvent for this process, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) a known reprotoxic molecule.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».