بررسی ویژگی‌های کربن متخلخل تهیه شده از لیگنین اصلاح شده برای حذف فلز سرب

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 صنایع چوب و کاغذ دانشگاه تهران

2 دانشیار، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران

3 استاد مرکز تحقیقات نانوتکنولوژی، پژوهشگاه صنعت نفت ایران، تهران

10.22034/ijwp.2023.2012253.1630

چکیده

لیگنین به عنوان پلیمر آروماتیک موجود در چوب، با دارا بودن مقدار کربن بالای 60 درصد یک پیش‌ماده کربنی ارزان قیمت و دردسترس برای سنتز جاذب‌ آلاینده‌های زیست‌محیطی می‌باشد. سنتز کربن متخلخل از لیگنین با استفاده از روش فعال‌سازی شیمیایی نیازمند مصرف مقدار زیادی عامل فعال‌ساز می‌باشد که منجر به بروز مشکلاتی در فرآیند تولید می‌شود. در این تحقیق به بررسی اثر افزودن اکریلیک اسید به لیگنین در طی فرآیند هیدروترمال برای کاهش مصرف پتاسیم هیدروکسید در طی فرآیند تولید کربن متخلخل از لیگنین پرداخته شد. نتایج نشان داد که افزودن اکریلیک اسید به لیگنین در طی فرآیند هیدروترمال، منجر به افزایش مساحت سطح از m2/g283 بهm2/g 653 شده است. همچنین عملکرد جذب فلز سرب نشان داد که حداکثر ظرفیت جذب سرب mg/g 196توسط کربن متخلخل سنتز شده می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


   [1] Bolisetty, S., Peydayesh, M. and Mezzenga, R., 2019. Sustainable technologies for water purification from heavy metals: review and analysis. Chemical Society Reviews 48(2):463-487.
   [2] Kumar, A., A. Kumar, C.-P. MMS, A.K. Chaturvedi, A.A. Shabnam, G. Subrahmanyam, R. Mondal, D.K. Gupta, S.K. Malyan. and S.S. Kumar., 2020. Lead toxicity: health hazards, influence on food chain, and sustainable remediation approaches. International journal of environmental research and public health 17(7):2179.
   [3] de Sá, A., A.S. Abreu, I. Moura. and Machado, A.V., 2017. Polymeric materials for metal sorption from hydric resources. P. 289-322 in Water purification. Elsevier.
   [4] Correa, C.R., T. Otto. and Kruse, A., 2017. Influence of the biomass components on the pore formation of activated carbon. Biomass and bioenergy 97:53-64.
   [5] Ayinla, R.T., Dennis, J., Zaid, H., Sanusi, Y., Usman, F., and Adebayo, L., 2019. A review of technical advances of recent palm bio-waste conversion to activated carbon for energy storage. Journal of cleaner production 229:1427-1442.
   [6] Wang, J. and S. Kaskel., 2012. KOH activation of carbon-based materials for energy storage. Journal of Materials Chemistry 22(45):23710-23725.
   [7] Hui, T.S. and M.A.A. Zaini., 2015. Potassium hydroxide activation of activated carbon: a commentary. Carbon letters 16(4):275-280.
   [8] Wang, B., C. Zhu, Z. Zhang, W. Zhang, X. Chen, N. Sun, W. Wei, Y. Sun. and H. Ji., 2016. Facile, low-cost, and sustainable preparation of hierarchical porous carbons from ion exchange resin: an improved potassium activation strategy. Fuel 179:274-280.
   [9] Zhang, N. and Y. Shen., 2019. One-step pyrolysis of lignin and polyvinyl chloride for synthesis of porous carbon and its application for toluene sorption. Bioresource technology 284:325-332.
   [10] Sun, R.C., 2020. Lignin source and structural characterization. ChemSusChem 13(17):4385-4393.
   [11] Ruan, X., Y. Liu, G. Wang, R.L. Frost, G. Qian. and D.C. Tsang., 2018. Transformation of functional groups and environmentally persistent free radicals in hydrothermal carbonisation of lignin. Bioresource technology 270:223-229.
   [12] Demir-Cakan, R., N. Baccile, M. Antonietti. and M.-M. Titirici., 2009. Carboxylate-rich carbonaceous materials via one-step hydrothermal carbonization of glucose in the presence of acrylic acid. Chemistry of materials 21(3):484-490.
   [13] Li, Y., R. Zhao, Y. Pang., X. Qiu. and D. Yang., 2018. Microwave-assisted synthesis of high carboxyl content of lignin for enhancing adsorption of lead. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects 553:187-194.
   [14] Gao, Y., Q. Yue, B. Gao, Y. Sun, W. Wang, Q. Li. and Y. Wang., 2013. Preparation of high surface area-activated carbon from lignin of papermaking black liquor by KOH activation for Ni (II) adsorption. Chemical Engineering Journal 217:345-353.
   [15] Alghamdi, A.A., A.-B. Al-Odayni, W.S. Saeed, A. Al-Kahtani, F.A. Alharthi. and T. Aouak., 2019. Efficient adsorption of lead (II) from aqueous phase solutions using polypyrrole-based activated carbon. Materials 12(12):2020.
   [16] Sajjadi, S.-A., A. Meknati, E.C. Lima, G.L. Dotto, D.I. Mendoza-Castillo, I. Anastopoulos, F. Alakhras, E.I. Unuabonah, P. Singh. and A. Hosseini-Bandegharaei., 2019. A novel route for preparation of chemically activated carbon from pistachio wood for highly efficient Pb (II) sorption. Journal of Environmental Management 236:34-44.