Naphthenic acids removal using N-doped hemp fibers based mesoporous carbon from aqueous waste stream
Notice bibliographique
Résumé
There is a substantial need for removing the contaminants from aqueous waste stream using affordable, stable, and active adsorbents, such as heteroatom-doped carbonaceous materials. Heteroatom such as N-doped carbonaceous materials greatly improve the performance of carbon materials by enhancing their conductivity, basicity, oxidation stability, catalytic activity and adsorption capacity. In this study, hemp fibers (HFs) and N-aminoguanidine were utilized as carbon and nitrogen precursors to synthesize N-functionalized mesoporous carbon materials (N-HFCs) via simultaneous activation and carbonization with ZnCl2. Higher BET surface area with a distinctive mesoporous structure and the covalent bond between N and C was developed in the prepared carbon, making N-HFCs suitable for adsorbing naphthenic acids (2-naphthoic acid and benzoic acid) from aqueous waste streams. Developed covalent bond helps to prevent the leaching of carbonaceous materials during adsorption study. The results showed that N-HFC-2 (ZnCl2: N-HFs ratio = 2:1) exhibited a higher removal efficiency of naphthenic acids (2-naphthoic acid and benzoic acid) compared to nonfunctionalized porous carbon (HFC). Adsorption of 2-naphthoic acid and benzoic acid on the adsorbents followed the typical monolayer type of Langmuir adsorption model. The maximum adsorption capacity of HFC after 48 h was evaluated as 70 and 27 mg/g for 2-naphthoic acid and benzoic acid. Likewise, the maximum adsorption capacity of N-HFC-2 for 2-naphthoic acid and benzoic acid was found to be 71 and 33 mg/g. In the adsorption kinetic experiment, adsorption of 2-naphthoic acid and benzoic acid reached equilibrium within 1h using both the adsorbents (N-HFC-2 and HFC). Adsorption kinetics were analyzed using pseudo-first-order and pseudo-second-order kinetic models and were found to follow a pseudo-second-order kinetic model. Although changing pH from 4.4 to 8.5 did not have any significant effect on the removal efficiency of 2-napthoic acid using HFC and N-HFC-2, the removal efficiency of benzoic acid was decreased from 94 to 60% using HFC and increased from 98 to 100% using N-HFC-2. Comparative evaluations demonstrated that the mesoporous carbonaceous materials derived from HFs are an attractive adsorbent for removal of such contaminants from contaminated aqueous streams.
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Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
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