Adsorción mejorada de azul de metileno de un medio acuoso por ozono

Jul 25, 2023

Scientific Reports volumen 13, número de artículo: 12431 (2023) Citar este artículo

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En este estudio, se preparó aserrín biochar-O3-TETA (SDBT), un novedoso biochar, mediante tratamiento con ácido sulfúrico al 80 %, seguido de oxidación con ozono y posterior tratamiento con trietilentetramina hirviendo (TETA). Los estudios de caracterización del adsorbente SDBT preparado se realizaron con análisis SEM-EDX, BET, XRD, BJH, FT-IR, DTA y TGA. Se investigó la eficiencia de adsorción del tinte MB mediante biocarbón SDBT a partir de agua. La absorción del tinte azul de metileno (MB) fue más efectiva cuando el pH de la solución era 12. El porcentaje máximo de eliminación del tinte MB fue del 99,75 % usando 20 mg/l como concentración inicial de tinte MB y una dosis de SDBT de 2,0 g/l. El Qm del SDBT fue de 568,16 mg/g. Los resultados reales se ajustaron a los modelos isotérmicos de Temkin (TIM), Freundlich (FIM) y Langmuir (LIM). Los resultados experimentales de SDBT encajaron bien con los tres modelos. Se utilizaron ecuaciones de función de error para probar los resultados obtenidos de estos modelos isotérmicos, lo que demostró que los resultados experimentales se ajustan mejor con TIM y FIM. Se investigaron los datos cinéticos y el pseudosegundo orden (PSOM) tuvo R2 > 0,99 y fue el principal responsable de guiar la tasa de absorción. El mecanismo de eliminación de los iones del tinte MB en un medio base (pH 12) se puede lograr mediante interacción física debido a la interacción electrostática entre la superficie SDBT y la carga positiva del tinte MB. Los resultados muestran que SDBT elimina eficazmente el tinte MB del ambiente acuoso y puede usarse continuamente sin perder su eficiencia de absorción.

Nuestro mundo está evolucionando hacia nuevas perspectivas con la creciente población y los avances tecnológicos. En el período actual, el consumo de agua ha aumentado dramáticamente. Conservar los recursos hídricos para garantizar la seguridad hídrica futura es más crítico ahora que nunca. Los hogares, la industria y la agricultura producen grandes cantidades de aguas residuales que contienen diversos contaminantes. Los compuestos químicos que suponen una pesada carga para el ecosistema pueden enumerarse como metales pesados1,2,3,4,5, medicamentos6,7, pesticidas8,9,10, hidrocarburos11,12 y colorantes13,14,15,16,17. Los tintes son una de las categorías más críticas de contaminación18. Los tintes sintéticos son el tipo de tinte más utilizado en la industria textil, del cuero y muchas otras industrias19. Debido a que estos colorantes son tóxicos, no biodegradables y cancerígenos, representan un grave riesgo para el medio ambiente y la salud pública20,21. La cantidad promedio de tintes sin procesar que se liberan en los cuerpos de agua es de aproximadamente (0,7–2,0) × 105 toneladas por año22. Los colorantes azoicos se utilizan demasiado porque tienen una amplia variedad de colores y son los más compatibles entre todos los colorantes sintéticos, creando sustancias cancerígenas18.

Los principales métodos de tratamiento de efluentes de fábricas de tintes en la industria se pueden enumerar como tratamiento electroquímico23, oxidación química24, tratamiento biológico25, fotodegradación26,27,28,29, coagulación/floculación30, oxidaciones avanzadas31,32,33,34 y tratamiento de adsorción15. ,16,17,19,35. Sin embargo, la mayoría de los métodos tienen desventajas, como ser capaces de eliminar parcialmente los tintes rebeldes y no biodegradables, ser antieconómicos y crear subproductos indeseables. Sin embargo, entre los métodos utilizados en el tratamiento del agua de efluentes de tintes, la adsorción es mucho más ventajosa que otros métodos debido a su simplicidad de diseño, asequibilidad y facilidad de uso36. Sin embargo, los científicos continúan sus estudios para desarrollar materiales adsorbentes eficaces y más baratos, ya que la producción y procesamiento del carbón activado, que es el método de adsorción más utilizado, es un proceso costoso3,37,38,39. De esta forma, el biocarbón obtenido a partir de productos de desecho y de gran masa también evita el desperdicio de recursos. En la literatura, los biocarbón se obtienen mediante gasificación o pirólisis de diversas biomasas en un ambiente de gas inerte, como argón o nitrógeno, a temperaturas superiores a 350 °C40. Los biocarbón tienen más grupos funcionales a pesar de tener una menor superficie y capacidad de poros que los carbones activados41,42.

La eficiencia de los biochars en la eliminación de aguas residuales está directamente asociada con el número y variedad de grupos funcionales que se incluirán en su estructura. Esto se puede lograr realizando cambios químicos en la superficie del biocarbón. La activación de la superficie del carbono, la oxidación, la formación a nanoescala y la impregnación de metales se encuentran entre los métodos utilizados para aumentar la capacidad de absorción del biocarbón43. La capacidad de absorción del biocarbón se puede aumentar uniendo grupos amino a la superficie41. Es factible aumentar el número de grupos funcionales tratando biochars con diferentes ácidos (HNO3, H3PO4 o H2SO4), diferentes bases (H2SO4, NaClO, HNO3, KOH o H3PO4) o reactivos oxidantes (KMnO4, NaClO, NH3H2O, H2O2 o (NH4). )2 S2O8))42,44,45. Se ha observado en muchos estudios que los biocarbón están cargados de nanometales, mejorando la resistencia a la oxidación, aumentando el área superficial, expandiendo los sitios de adsorción y teniendo una alta estabilidad térmica46. Agentes como FeSO4, H2, NH3H2O, Na2SO3 y anilina se encuentran entre los agentes reductores más utilizados47. Se han realizado muchos estudios sobre la eliminación de muchos contaminantes con carbones activados derivados de biomasa agrícola. Cáscara de coco48, cáscara de sésamo49, hueso de olivo50, alga verde Ulva lactuca51, cáscara de naranja52, desechos de té53, gulmohar54, paja de arroz55, papa56, fruta Macore57, Apenas paja58, alga roja Pterocladia capillacea59, cáscara de mandarina60, bagazo de caña de azúcar52, cáscara de grano de café61, cáscara de sandía62 y la cáscara de maní63 son parte de esta biomasa agrícola.

Numerosos elementos, incluido su alto contenido de carbono, grupos funcionales aromáticos que contienen oxígeno y su alta porosidad, pueden tener un impacto en su estructura. Su superficie, estructura molecular estable y porosidad fomentan la adsorción de contaminantes en él3. Según Fuertes et al.1, en los primeros 15 min a pH inicial 2, el rojo directo 23 y 80 demostraron tener capacidades de adsorción de 10,72 y 21,05 mg/g para biocarbón elaborado a partir de Stover de maíz. Por otro lado, la investigación de Wang et al.14 se centró en la adsorción de metales nocivos en biocarbón derivado de madera de nogal que había sido tratado con KMnO4. Según sus hallazgos, el biocarbón que produjeron tenía una capacidad de adsorción de 153,1 mg/g de Pb, 34,2 mg/g de Cu y 28,1 mg/g de Cd. Esta variación en la adsorción podría deberse a las diferentes valencias de estos metales y su afinidad por el biocarbón. Además, Sun et al.16 observaron que aumentar la cantidad de biocarbón (elaborado a partir de estiércol de cerdo) de 1 a 8 g/L conducía a un mayor número de sitios activos que podrían usarse para adsorber azul de metileno. Cuando las concentraciones iniciales de violeta de metilo oscilaron entre 40 y 816 mg/L, Xu et al.18 utilizaron biocarbón de paja de maní y lograron una capacidad de adsorción de 104,61 mg/g.

Muchos estudios tratan de la eliminación del colorante MB mediante adsorción, pero, según el conocimiento del autor, la modificación del biocarbón SDB sulfonado mediante el tratamiento del SDB con ozono seguido de la modificación con TETA se utiliza por primera vez para la eliminación de MB. Por lo tanto, este trabajo evaluó la efectividad de un nuevo adsorbente de aserrín biochar-O3-TETA (SDBT) para la adsorción de colorante MB de una solución acuosa. Este adsorbente está fácilmente disponible, es biodegradable, no es peligroso y es asequible. Se probaron los impactos de la dosis de SDBT, el pH, la concentración inicial del adsorbente y la duración del contacto entre SDBT y el tinte MB como condiciones de eliminación del tinte MB de una solución acuosa. Para estudiar la estructura de adsorción y la capacidad máxima de adsorción del adsorbente SDBT, también se probaron isotermas de adsorción.

Para fabricar biocarbón, se recogió y utilizó como materia prima aserrín de madera de un mercado de madera cercano en Alejandría, Egipto. Se usó colorante azul de metileno (ensayo 99%) para crear la solución madre estándar; Se compró a Sigma Aldrich en EE. UU. Esta investigación utilizó un espectrofotómetro de doble haz visible/UV de alto rendimiento Pg Instrument modelo T80, un agitador JS (JSOS-500) y un medidor de pH JENCO (6173). Con base en un modelo termodinámico, la isoterma de adsorción-desorción de biocarbón SDB, SDBO y SDBT se realizó en un ambiente de N2. Se utilizó adsorción de N2 a 77 K para determinar el área de superficie (SA) de los biocarbón SDB, SDBO y SDBT utilizando un analizador de área de superficie y poros (BELSORP—Mini II, BEL Japan, Inc.)64,65. Área superficial (SBET) (m2/g), volumen de monocapa (Vm) (cm3 (STP), diámetro promedio de poro (MPD) (nm), volumen total de poro (p/p0) (cm3/g) y constante de energía (C ) Los valores de biocarbón SDB, SDBO y SDBT se calcularon utilizando este gráfico. El SA mesoporoso (Smes), el SA microporoso (Smi), el volumen de mesoporoso (Vmes) y el volumen de microporoso (Vmi) de SDB, SDBO, y los biocarbón SDBT se evaluaron utilizando el modelo de Barrett-Joyner-Halenda (BJH). Los cálculos se realizaron con el software del programa de análisis BELSORP. También se utilizó el método BJH66 para extraer la distribución del tamaño de los poros de la isoterma de desorción. La superficie del biocarbón se examinó usando un microscopio electrónico de barrido (SEM) (QUANTA 250). Los grupos funcionales en la superficie del biocarbón se investigaron usando espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) (VERTEX70) junto con una unidad ATR modelo V-100. En la superficie de los biocarbón SDB, SDBO y SDBT, se encontraron grupos funcionales observables por IR en el rango de números de onda de 400 a 4000 cm–1 con una resolución de 0,5 cm–1. El instrumento analizador térmico simultáneo SDT650 se utilizó para análisis térmicos con un rango de temperatura de 50 a 1000 °C y una temperatura de rampa de 5 °C/min. Los difractogramas de rayos X (XRD) se investigaron utilizando un difractómetro Bruker Meas Srv (D2 PHASER) (D2-208219)/D2-2082019 que funciona a 30 kV y 10 mA con un rango 2θ de 5–80 y un tubo de Cu (λ = 1.54).

Para eliminar el polvo, el aserrín de madera recogido se lavó minuciosamente con agua del grifo varias veces. Luego se secó durante 24 h a 105 °C en una estufa. Las muestras primero se cocinaron en un sistema de reflujo a 280 °C durante 4 h con 100 g de aserrín en una solución de 400 mL de H2SO42,3,41,42,44 al 80%, después de lo cual las muestras se filtraron, se lavaron con agua destilada. agua (DW) hasta que la solución de lavado se volvió neutra y luego se lavó con EtOH. El peso del producto de biocarbón terminado (45 g) se determinó después del secado en horno a 105 °C. Este proceso produjo biocarbón al que se denominó SDB.

Tras la preparación, el SDB se trató con ozono en DW. Para el tratamiento con ozono de SDB, se utilizaron 200 ml de DW para ozonar 40 g de SDB producido durante 2 h. Después de filtrar, el SDB se lavó con etanol y DW2,3. El SDB ozonizado se secó en horno durante la noche a 105 °C y se marcó como SDBO.

Se usó TETA (100 ml) para hervir 30 g de biocarbón SDBO durante 4 h, después de lo cual se enfrió, se filtró y se lavó con DW y EtOH. El biocarbón sólido se marcó como SDBT después de secarlo durante 24 h a 105 °C.

Al disolver 1,0 g de colorante MB en 1000 ml de DW, se creó una solución madre del colorante (1000 mg/L) y esta solución se diluyó para lograr la concentración necesaria para la prueba de eliminación y la curva estándar. Para evaluar la capacidad de absorción y las propiedades termodinámicas y cinéticas del SDBT, que se creó a partir de SDB, se utilizaron experimentos de adsorción por lotes. Una serie de matraces Erlenmeyer (300 ml) que contenían 100 ml de diversas concentraciones de solución de colorante MB y dosis variables de biocarbón se agitaron a 200 rpm durante un período predeterminado. Se usó HCl 0,1 M o NaOH 0,1 M para cambiar el pH de la muestra a los valores requeridos. Después de separar el adsorbente de aproximadamente 0,5 ml de la solución en el matraz Erlenmeyer, se midió la concentración de colorante MB en varios intervalos y en equilibrio. Se utilizó espectrofotometría a λmax 665 nm para evaluar la cantidad de tinte MB presente67,68. Las capacidades de absorción del tinte MB en equilibrio (qe) se consideraron a partir de la ecuación. (1):

donde qe es la cantidad de tinte MB por unidad de absorbente en equilibrio (mg/g); C0 y Ce (mg/L) son las concentraciones de colorante MB inicial y de equilibrio en la fase líquida, respectivamente; V es el volumen de la solución (L) y W es la masa de SDBT en gramos.

Con 100 ml de concentración inicial de colorante MB de 100 mg/l y pH de la solución (2-12), se examinó el impacto del pH en SDBT69.

Con diferentes concentraciones iniciales de solución de colorante MB (20 a 120 mg/l) y diversas dosis de biocarbón SDBT (0,05 a 4,0 g/l), se llevó a cabo la investigación isotérmica para SDBT. Las muestras se agitaron a 200 rpm y, en varios intervalos de tiempo a temperatura ambiente (25 ± 2 °C), se determinó la concentración de colorante MB.

Los biocarbón SDB, SDBO y SDBT se sometieron a análisis FTIR para identificar los grupos funcionales en sus superficies y determinar el impacto de la alteración en la desaparición o aparición de nuevos grupos funcionales. Los espectros FTIR de los biochars SDB, SDBO y SDBT se muestran en la Fig. 1. Mientras que la banda en 2938,4 cm–1 muestra el tramo C-H del alquilo en los biochars SDB, SDBO y SDBT, las bandas en 3355 y 3213 cm –1 representa la vibración de estiramiento O – H que existía en estos biocarbón. El tramo COOH, C=C, –C–C– (en anillo) y C=O están representados por las bandas de 1800 a 1450 cm–1, que se denominan "sobretonos", como banda 1697,5 cm–. 1 en SDB y SDBO70,71. La banda a 1028, 1030 y 1035 cm−1 en SDB, SDBO y SDBT, respectivamente, se correlacionan con las vibraciones del grupo C–O–H72,73,74.

Investigación FTIR de biocarbón SDB, SDBO y SDBT antes de la absorción del colorante MB.

Después de ser sometido a eliminación de tinte MB durante tres horas, la Fig. 2 muestra el espectro FTIR de tinte MB, SDBT y biocarbón SDBT. Después de que el biocarbón sometido a prueba se sometió al método de absorción del tinte MB, se encontró que todas las pruebas FTIR mostraron bandas en 1616,2, 1375,1, 1323,1, 1218,9, 1147,5, 1060,7 y 902,7 cm–1 que están relacionadas con el tinte MB. . Estos picos demostraron la adsorción de azul de metileno sobre biocarbón SDBT51,59,71,72,73,74,75.

Investigación FTIR de tinte MB, SDBT y biocarbón SDBT después de contacto durante 3 h con tinte MB.

Se utilizó la adsorción-desorción de N2 para examinar cómo el tratamiento con ozono y TETA afectaba las características de la superficie del biocarbón de aserrín de madera (SDB). Para determinar una característica particular de las superficies de biocarbón, se utilizaron técnicas BET y BJH. El área de superficie específica (SA) BET de los biocarbón disminuyó como SDB (6,61 m2/g) > SDBT (6,08 m2/g) > SDBO (1,98 m2/g), como se ve en la Fig. 3. Cabe destacar que los cambios tienen un impacto en una superficie particular y que la modificación con ozono tiene un impacto más significativo que la modificación química de la terapia TETA. El tamaño promedio de los poros se redujo en el siguiente orden: SDBT (14,514 nm) > SDBO (10,716 nm) > SDB (10,07 nm), y la modificación TETA tuvo un impacto más significativo que el ozono en la reducción del tamaño de los poros debido a la adición de OH. grupos. Los biocarbón SDB, SDBO y SDBT mostraron un tipo mesoporoso y tienen volúmenes de poros totales de 16.664 × 10–3, 5.291 × 10–3 y 22.205 × 10–3 cm3/g. Los resultados de BJH para los biocarbón SDB, SDBO y SDBT se muestran en la Fig. 3c, y sus características de superficie se incluyen en la Tabla 1.

(a) Adsorción-desorción, (b) BET, (c) Investigación BJH de biocarbón SDB, SDBO y SDBT.

La Figura 4 muestra los resultados de un análisis de microscopía electrónica de barrido (SEM) de la morfología de la superficie de los biochars de materia prima de aserrín (RSD), SDB, SDBO y SDBT. Los biocarbón SDB y SDBO, como se ilustra en la Fig. 4a, b, se ven limpios y sin impurezas o partículas, y no se notó ningún daño a los poros del SDB debido al proceso de deshidratación con 80% de H2SO4. Como resultado de la oxidación de la superficie del ozono, la Fig. 4b muestra que el biocarbón SDBO tiene algunos agujeros pequeños correspondientes al área de superficie limitada del biocarbón SDBO. Esto valida nuestro descubrimiento anterior de que el tratamiento con ozono del biocarbón en el agua provocaba el bloqueo de los poros, lo que reducía la superficie72,73,74. Es evidente que el tratamiento con ozono en el agua provocó que el poro se bloqueara y la superficie del biocarbón SDBO disminuyera. En la Fig. 4c se muestra la forma del biocarbón SDBT producido al tratar SDBO con TETA en condiciones de ebullición. Los grupos oxígeno y azufre fueron reemplazados por grupos amino durante este proceso, aumentando el área de superficie de SDBT (6,5051 m2/g) sobre SDBO (2,1516 m2/g) pero aún por debajo de SDB (7,4265 m2/g). No se observaron agujeros en la imagen SEM del RSD que se muestra en la Fig. 4d.

Investigación con microscopio electrónico de barrido de (a) SDB, (b) SDBO, (c) biocarbón SDBT y (d) materia prima SD (RSD).

La composición química de los biocarbón SDB, SDBO y SDBT se examinó utilizando un espectrómetro de rayos X de dispersión de energía (EDX). La Tabla 2 muestra los datos del análisis de los porcentajes elementales de biocarbón SDB, SDBO y SDBT e ilustra la falta de pico de nitrógeno antes de la modificación del reactivo TETA. El análisis EDX del biocarbón SDBT reveló que el 13,39% del peso de la muestra era nitrógeno y el 1,18% era azufre.

La Figura 5 muestra el desglose de TGA de biocarbón SD, SDB, SDBO y SDBT sin procesar. La primera etapa de descomposición en RSD (Fig. 5a) tiene lugar a temperaturas entre 50 y 140 °C e implica la pérdida de humedad y agua superficial contenida en el RSD, con una pérdida de masa de alrededor del 9,84%. La segunda etapa implica una temperatura entre 140 y 400 °C con una pérdida de masa considerable de alrededor del 65,41% en peso. En la tercera etapa de descomposición se utilizan temperaturas entre 400 y 1000 °C, con una pérdida de peso de alrededor del 9,74%. Alrededor del 85% de la muestra de aserrín en bruto estaba compuesta por las tres pérdidas de masa. La humedad y el agua contenida en la superficie contenida en la muestra de RSD se reflejaron en dos picos significativos en el análisis DTA a 55,47 °C, y la pérdida de peso sustancial se indicó en un pico alto a 363,62 °C (Fig. 5a). Con una pérdida de peso de alrededor del 14,30%, la primera etapa de descomposición tiene lugar en la muestra de biocarbón SDB (Fig. 5b) a temperaturas entre 50 y 140 °C. La segunda fase implica temperaturas entre 140 y 175 °C y una pérdida de peso de aproximadamente el 2,19%. En la tercera etapa de descomposición se utilizan temperaturas entre 175 y 300 °C, con una pérdida de peso de alrededor del 9,61%. En el cuarto proceso de descomposición se utilizan temperaturas entre 300 y 1000 °C, con una pérdida de peso estimada del 30,69% (Fig. 5b). La humedad y el agua contenida en la superficie contenida en la muestra estuvieron representadas por cuatro picos significativos en el análisis DTA de la muestra SDB a 76,22 °C, y se observó un pequeño pico que representa una modesta pérdida de peso a 163,09 °C (Fig. 5b). . Los picos tercero y cuarto ocurrieron a 219,31 y 432,62 °C representaron una pérdida de masa del 41,21% de la muestra de SDB. El análisis de la muestra de biocarbón SDBO muestra tres posiciones de pérdida de peso y la pérdida de masa total representa el 52,09% de la masa de la muestra (Fig. 5c). A temperaturas entre 50 y 175 °C se produce la primera fase de degradación, lo que da lugar a una pérdida de peso de alrededor del 12,26 %. El 8,18% del peso se perdió en la segunda etapa a temperaturas entre 175 y 300 °C, mientras que el 31,65% se perdió en el tercer proceso de descomposición a temperaturas entre 300 y 1000 °C (Fig. 5c). El análisis DTA de la muestra SDBO representó tres picos principales a 102,99 °C para la humedad y el agua superficial existente en la muestra y a 246,08 °C como pico moderado representó una pequeña pérdida de peso y el tercer pico se presentó a 443,57 °C que muestra el mayor porcentaje de pérdida de masa (Fig. 5c). El análisis de la muestra de biocarbón SDBT muestra tres posiciones de pérdida de peso, donde la pérdida de masa total representó el 51,619% de la masa de la muestra, lo que es casi similar a la pérdida de masa total que se produjo para la muestra SDBO (Fig. 5d). En la primera etapa de pérdida de masa, que tiene lugar entre 50 y 180 °C, se produce una pérdida de peso media del 10,86%. La segunda fase de pérdida de masa ocurrió a temperaturas entre 180 y 260 °C, con una modesta pérdida de masa del 4,73%. En comparación, el tercer paso de pérdida de masa tuvo lugar a temperaturas entre 260 y 1000 °C, con una pérdida de peso de aproximadamente el 36,02 % (Fig. 5d). El análisis DTA de la muestra SDBT representó tres picos distinguidos a 99,47 °C para la humedad y el agua superficial presente en la muestra SDBT y a 231,49 °C como un pico pequeño representó una pérdida de masa del 4,73 % y el tercer pico se presentó a 380,00 ° C que muestra el mayor porcentaje de pérdida de masa (Fig. 5c).

Investigación TGA de (a) material RSD, (b) SDB, (c) SDBO y (d) biocarbón SDBT.

La Figura 6 muestra el XRD de los biochars SDB, SDBO y SDBT. El pico ancho en el área de 2Ɵ = 10–30, que indica una estructura de carbono amorfa con láminas aromáticas que están alineadas arbitrariamente, se indexa como pico de difracción C (002). A diferencia de SDBO, que sólo tiene un pico pronunciado, SDB tiene dos picos alrededor de 2Ɵ = 43,682 y 27,004, mientras que SDBO tiene tres picos en total. Por otro lado, la estructura de la muestra de biocarbón SDBT tiene dos picos prominentes alrededor de los valores de 2Ɵ = 25.875 y 43.669, lo que podría indicar varios componentes inorgánicos en su mayoría hechos de cuarzo y albita 75,76.

Análisis XRD de biocarbón SDB, SDBO y SDBT preparados.

Se probó la eliminación del tinte MB mediante SDB, SDBO y SDBT para seleccionar qué biocarbón tiene la mayor tendencia a absorber el tinte MB del agua. La Figura 7 muestra la prueba de eliminación del tinte MB utilizando biocarbón SDB, SDBO y SDBT preparado. Como se ve en la Fig. 7, SDB y SDBO mostraron un porcentaje de eliminación muy bajo para el tinte MB, mientras que el biocarbón aminado SDBT mostró una alta capacidad para absorber el tinte MB de su solución acuosa.

Prueba de eliminación de colorante MB mediante biocarbón SDB, SDBO y SDBT (tinte MB C0: dosis de biocarbón de 120 mg/L y 2,0 g/L a temperatura ambiente.

El pH inicial de la solución se representó frente a la diferencia entre el pH inicial y el de equilibrio (Fig. 8a). El valor pHPZC para SDBT cruzó el eje x en dos puntos. Los valores de pHPZC para SDBT fueron 3,0 y 7,7, que se encuentran en los rangos ácido y básico. Para predecir el proceso de adsorción, el pH es un parámetro operativo vital que afecta las cargas superficiales del SDBT así como los fenómenos de transporte interfacial. El pH de la solución influye en el proceso de absorción al afectar considerablemente los grupos amino, hidroxilo y carboxilo en la superficie del biocarbón. Los grupos funcionales en la superficie del biocarbón pueden afectar la aparición de dos pHPZC. Si las concentraciones de estos grupos funcionales superficiales son lo suficientemente altas y sus constantes de disociación son suficientemente diferentes, se puede utilizar biocarbón con múltiples grupos funcionales superficiales como ácidos carboxílicos (–COOH) y grupos hidroxilo (–OH) o aminas primarias (–NH2), aminas secundarias. (–NHR) y los grupos hidroxilo (–OH) pueden mostrar potencialmente dos pHPZC. Debido a la estructura de los poros del biocarbón, la carga superficial total del material puede fluctuar dependiendo de qué tan accesibles sean los grupos funcionales de la superficie a los iones en solución. El biocarbón con muchos microporos puede tener una superficie más cargada negativamente como resultado de más grupos funcionales superficiales, lo que podría resultar en un pHPZC más bajo. Por el contrario, el biocarbón con un alto porcentaje de macroporos puede tener una superficie menos cargada negativamente debido a la ausencia de tantos grupos funcionales superficiales, lo que podría dar como resultado un pHPZC más alto.

(a) pHZPC de SDBT (3,0 y 7,7), (b) Impacto del pH en el % de eliminación de tinte MB por SDBT (MB = 20 mg/L, dosis de adsorbente = 0,5 g/L, temperatura = 25 °C).

La eliminación del colorante azul de metileno (MB) en adsorbente SDBT, los estudios de equilibrio y la cuantificación adsorbida se realizaron en una solución inicial de colorante MB de 20 mg/L a una concentración de 0,5 g/L de SDBT a 25 °C. Durante 180 minutos, se utilizaron valores de pH entre 2 y 12 para examinar la capacidad de unión del tinte MB. La variación dependiente del pH del porcentaje de eliminación del tinte MB se muestra en la Fig. 8b. La Figura 8b muestra que el 95,96% del tinte MB se elimina cuando el pH es 12. Se puede observar que cuando el pH de la solución aumentó de 2 a 8, la eliminación de MB aumentó de 8,40 a 34,34%, disminuyó significativamente a pH 10 y luego aumentó a su nivel más alto a pH 12. Jabar et al.16 estudiaron la eliminación del colorante azul de metileno utilizando biocarbón elaborado a partir de hojas de almendro africano (Terminalia catappa L.) y encontraron que la capacidad de adsorción aumentaba al aumentar el pH de la solución de 2 a 8. Este estudio fue uno de los estudios de la literatura sobre la eliminación de colorantes azoicos. En su examen de la eliminación del colorante azul de metileno utilizando un bioadsorbente generado a partir de Schinus molle, Razzak et al.77 descubrieron que aumentar el pH de la solución de 2 a 8 elevaba el porcentaje de adsorción del 30 al 100%. La literatura sobre la eliminación del azul de metileno ha revelado varios hallazgos comparables78,79. El pH ideal para la eliminación del colorante MB por parte de SDBT fue 12.

Los grupos funcionales carboxilo (–COOH), amino (–NH2) e hidroxilo (–OH) en la superficie del biocarbón son extremadamente sensibles al pH del agua residual porque influye en las fuerzas de atracción y repulsión que existen entre el adsorbato y el adsorbente. . Cuando el pH de una solución acuosa es bajo, el agua se ioniza, depositando H3O+ en los sitios tensioactivos del SDBT para cargar positivamente la superficie. Debido a la repulsión electrostática, las moléculas de tinte MB con carga catiónica no pueden unirse a la superficie SDBT con carga catiónica. Por lo tanto, la eliminación del color es sólo parcialmente eficaz. La protonación de los sitios activos en la superficie de SDBT se relaja a medida que aumenta el pH de la solución, lo que facilita la transferencia del tinte MB de la solución acuosa a la superficie de SDBT. La disminución de la competencia entre H3O+ y las moléculas de colorante catiónico MB para la adsorción en los sitios activos en la superficie del adsorbente podría explicar el aumento en la efectividad de la adsorción con el aumento del pH. Además, la evolución de las interacciones electrostáticas entre las moléculas de colorante MB catiónico y los sitios activos aniónicos de SDBT, que se produjeron como resultado de la reaparición de los grupos funcionales –CO–, –OH– y –NH– con valores de pH crecientes, puede haber contribuido a el aumento de la eficacia de la adsorción.

El tiempo de contacto con SDBT es un factor importante en la absorción del tinte MB y, para este propósito, se investigó este efecto con una concentración inicial de tinte MB de 20 a 120 mg/L ajustando el pH de la solución a 12. La adsorción del tinte MB a SDBT El adsorbente fue muy rápido en los primeros 5 minutos como se ve en la Fig. 9, y luego continuó un aumento constante. En la primera media hora se completó entre el 86% y el 97% de la adsorción total. Al aumentar el tiempo de contacto, el colorante MB se eliminó continuamente. Dependiendo de la concentración inicial de colorante MB (20, 40, 60, 80, 100 y 120 mg/L), la eliminación a los 180 min fue de 99,75, 99,12, 99,98, 97,08, 98, 84 y 98,84%, respectivamente.

Eliminación del tinte MB durante 180 min utilizando SDBT como adsorbente (tinte MB C0 = 20–120 mg/L), dosis de SDBT = 2 g/L, temperatura = 25 °C).

En los casos en que la concentración de la solución es baja (20–40 mg/L), la eficiencia de eliminación es alta ya que las moléculas de colorante MB encontrarán fácilmente sitios activos vacíos en la superficie del SDBT y se adherirán a ellos. En el caso opuesto, dado que hay demasiadas moléculas de tinte en altas concentraciones (100–120 mg/L) de tinte MB, cada una de ellas no encontrará suficientes sitios activos vacíos y habrá una eliminación limitada. El Nemr et al.62 y Eleryan et al.15 encontraron resultados comparables cuando investigaron la eliminación del colorante Acid Yellow 11 mediante diferentes adsorbentes.

Es posible estimar cómo la concentración inicial del tinte MB afectará la capacidad de adsorción en equilibrio (qe) utilizando la concentración inicial del material adsorbido, que es un componente crucial del proceso de absorción. La concentración inicial de colorante MB (20–120 mg/L) y la concentración de adsorbente (0,5–4,0 g/L) se modificaron a 25 °C y un pH de 12 para determinar los impactos de la dosis de SDBT en la capacidad de adsorción en equilibrio (qe ). La cantidad en estado estacionario de tinte MB adsorbida (qe) para la misma concentración inicial de tinte MB aumenta a medida que se reducen las dosis de SDBT, como se muestra en la Fig. 10. Las capacidades de adsorción en equilibrio (qe) en la eliminación de tinte MB se calcularon utilizando SDBT. adsorbentes en varias dosis (0,5–4,0 g/L), como se muestra en la Fig. 10. Estos resultados varían de 4,98 a 38,26, 9,97 a 62,30, 14,91 a 83,14, 19,85 a 90,70, 24,81 a 104,75 y 29,80 a 120,60 mg/l. g, respectivamente, para las concentraciones iniciales de colorante MB (20, 40, 60, 80, 100 y 120 mg/L). Como se muestra en la Fig. 10, las soluciones con mayores concentraciones iniciales de tinte MB tienen una mayor capacidad de adsorción en equilibrio (qe) de tinte MB en SDBT. A medida que aumentaba la dosis de adsorbente, se observó que disminuía. La concentración inicial de los colorantes MB tuvo un impacto en la eficiencia con la que se absorbieron de su solución acuosa, como se ve en la Fig. 10. En su investigación sobre la eliminación del colorante Acid Yellow 11, El Nemr et al.80 notaron una situación similar. patrón en sus hallazgos. El efecto de capa límite es lo primero que les sucede a las moléculas de tinte MB cuando se adhieren a la superficie SDBT. Se difunden desde la película de la capa límite hacia la superficie y finalmente se mezclan debido a la composición porosa del adsorbente.

El efecto de la concentración inicial del tinte MB (20–120 mg/L) usando dosis de SDBT (0,5–4,0 g/L) sobre qe (mg/g) a (Temperatura = 25 °C).

20–120 mg/L de concentración de MB, 0,5–4,0 g/L de dosis de SDBT, temperatura de la solución de 25 °C y 180 min. Se utilizaron soluciones de duración de adsorción a pH 12 para probar el impacto de la dosis de adsorbente en la eliminación del tinte MB. Los hallazgos experimentales se muestran en la Fig. 11. Según los hallazgos experimentales, el aumento de la dosis de SDBT provoca un aumento en el porcentaje de eliminación del tinte MB (%) (Fig. 11a) y una caída constante en los valores de equilibrio (qe) (Fig. 11b). El llenado rápido de los sitios activos en la superficie del SDBT en presencia de moléculas de tinte altamente concentradas explica la liberación cuando la dosis de adsorbente es de 2,0 g/l y la concentración inicial de tinte MB es de 100 a 120 mg/l. Como resultado, se eliminó entre el 95% y el 100% del tinte MB (Fig. 11a). Al aumentar la concentración de SDBT de 0,5 a 4,0 g/l, la cantidad de colorante MB adsorbido en equilibrio (qe) se calcula como 38,26 a 4,99, 62,30 a 9,97, 83,14 a 14,91, 90,70 a 19,85, 104,75 a 24,81 y 120,60 a 29,80. mg/g, respectivamente (Fig. 11b). La cantidad más baja de adsorción en equilibrio y el porcentaje de eliminación más alto de colorante MB fue de 4,0 g/l de dosis de SDBT.

Las diferentes dosis de SDBT (0,5 a 4,0 g/l) impactan el uso de diferentes concentraciones iniciales de colorante MB (20 a 120 mg/l) (a) en el porcentaje de eliminación; y (b) sobre el qe (mg/g) a temperatura = 25 °C.

El tiempo de equilibrio y la concentración de absorbato (C0 en mg/L) se correlacionan con la masa absorbente en equilibrio (qe en mg/g) en isotermas de adsorción y se utilizan para describir cómo se dispersan las moléculas de absorbato en las fases sólido-líquido15,81. Para determinar la cantidad óptima de adsorbente a utilizar en estudios experimentales, se utiliza la fracción molecular del absorbato distribuida en equilibrio (qe) entre fases sólido-líquido y datos isotérmicos. Este estudio utilizó los modelos de isotermas LIM, FIM y TIM para examinar las interacciones entre el SDBT y el tinte MB80.

Las zonas de absorción (KL) de las constantes LIM y la capacidad de adsorción calculada (Qm) para la absorción del tinte MB por el adsorbente SDBT se proporcionan en la Tabla 3. Cuando el tinte MB se absorbió en el SDBT, se obtuvo un coeficiente de correlación muy alto (R2 = 0,900–1,000) se logró en la forma lineal LIM, y se determinó que la capacidad máxima de una sola capa (Qm) era 156,25 mg/g. El punto de intersección del gráfico Ce/qe vs. Ce (Fig. 12a) produce el valor LIM de 1/QmKL y la pendiente es 1/Qm. La absorción del colorante MB en SDBT se demuestra mediante las constantes de adsorción en equilibrio (KL), que oscilan entre 0,43 y 6,16 L/mg y exhiben buenos coeficientes de correlación (R2 = 0,900–1,000). Estos hallazgos demuestran que las moléculas de tinte MB se absorben en la superficie del SDBT en una sola capa.

(a) LIM (b) FIM (c) Perfiles TIM para C0 del tinte MB (20–120 mg/L) en dosis de SDBT (0,5–4,0 g/L) a 25 °C, (d) Acercamiento de los valores medidos y modelados isoterma del colorante MB (C0: 20–120 mg/L, masa SDBT: 0,5 g/L, temperatura: 25 °C.

Otro modelo utilizado para eliminar el tinte MB mediante adsorbente SDBT es el FIM. FIM asume que la adsorción a la superficie de la contaminación es un fenómeno heterogéneo. Los resultados del modelo FIM se muestran en la Tabla 3. Los valores 1/nF y log KF del FIM están dados por la pendiente y el punto de intersección del gráfico log(qe)-log(Ce) que se muestra en la Fig. 12b, respectivamente. KF (L/g), una de las constantes FIM conocida como coeficiente de adsorción, indica cuánto tinte MB se ha adsorbido en el adsorbente, dada la concentración unitaria de equilibrio. Un valor de KF más alto indica que el adsorbente tiene una mayor capacidad de adsorción. Además, el número 1/n debe ser menor que 1,0 para que el adsorbente extraiga el tinte MB de forma eficaz. Si el valor de 1/n es inferior a 1,0, el adsorbente SDBT puede eliminar físicamente el tinte MB. Como lo demuestra la Tabla 3, todos los valores 1/n son inferiores a 1,0 y el colorante MB se adsorbió fácilmente en el adsorbente SDBT. Utilizando la Fig. 12b, los coeficientes de correlación de isoterma FIM se calcularon a partir del cambio en log(qe) en función de log(Ce). El Qm del colorante MB mediante adsorbente SDBT se determinó como 568,16 mg/g en adsorbente con una concentración de 2,0 g/L, como se ve en la Tabla 3. Se encontró que los coeficientes de correlación FIM (R2 = 0,974–0,998) eran relativamente más altos que los coeficientes de correlación LIM. (R2 = 0,900-1,000).

En este estudio, también se incluye el modelo Temkin (TIM) que explica cómo las interacciones indirectas adsorbente/adsorbato afectan la adsorción y aborda el intercambio de calor que ocurre durante la adsorción del adsorbato en la superficie del adsorbente. Es posible calcular los parámetros del modelo TIM (AT y BT) con la ayuda de la correlación directa entre qe y lnCe que se muestra en la Fig. 12c. La pendiente de esta gráfica da AT (g/L) y la intersección da BT. La Tabla 3 resume las constantes de TIM. Los coeficientes de correlación TIM (R2 = 0,959–0,999) obtenidos para analizar la influencia del cambio de temperatura en la eliminación del tinte MB utilizando una dosis de SDBT de 0,5 g/l fueron bastante altos y demostraron que este modelo era adecuado. El calor de adsorción (BT), que se libera debido a la interacción absorbente-sorbato, es de gran importancia en la adsorción del tinte MB por el adsorbente SDBT. En la Fig. 12d se presenta el acercamiento de la isoterma medida y modelada del tinte MB. Cuando se examinaron los datos obtenidos, el hecho de que los calores de absorción estuvieran en niveles muy bajos demostró que la adsorción se realizó por fisisorción.

El mejor modelo para la absorción del colorante MB en el adsorbente SDBT se eligió comparando R2 de los modelos isotérmicos LIM, FIM y TIM con datos experimentales en equilibrio. Otro método para elegir el modelo que mejor se ajusta es comparar las funciones de error. La desviación estándar porcentual de Marquardt (MPSD), el error Chi-cuadrado (X2), los errores porcentuales promedio (APE), la suma de errores absolutos (EABS), los errores cuadráticos medios (RMS) y la función de error híbrida (HYBRID ) pueden citarse todos como ejemplos68,82. Cuando se comparan todas las funciones de error, el TIM se ajusta bastante bien a los datos experimentales ya que los modelos con los valores más cercanos a cero serán el modelo más apropiado (Tabla 4).

El tiempo es un factor esencial en la eficiencia de absorción del adsorbente (mg/g) en cada concentración de tinte83. En esta investigación, el equilibrio de adsorción alcanzó diferentes tiempos para diversas concentraciones de colorante MB. Además, la concentración inicial del colorante y el tiempo de contacto también afectaron el proceso de absorción en equilibrio39,68,84. Para examinar la cinética de absorción del tinte MB en la superficie SDBT, los datos experimentales obtenidos se probaron para aprender el mecanismo de control con pseudo-primer orden (PFOM), pseudo-segundo orden (PSOM), difusión de película (FDM) e intrapartícula. Modelos cinéticos de difusión (IPDM). La Figura 13 muestra gráficos de cinética de adsorción para el tinte MB. Además, las Tablas 5 y 6 resumen los resultados experimentales, R2 y las constantes de velocidad de adsorción medidas. Cuanto más cercanos sean los valores de R2, que van de cero (0) a uno (1), están a uno (1), lo que significa que el modelo es más aplicable a los resultados experimentales. El hecho de que los valores de R2 estén muy por debajo de 0,900 y que los valores diverjan mucho muestra que los valores de qe calculados son inapropiados con los valores de qe experimentales. Dados los números de la Tabla 5, se deduce que la ecuación cinética de PFOM es inapropiada para la absorción del tinte MB en SDBT. La constante de velocidad, k1, y la capacidad de adsorción de equilibrio (qe), calculada a partir del gráfico de Log(qe–qt) frente al tiempo (t) (Fig. 13a).

(a) PFOM (b) PSOM (c) IPDM (d) FDM de adsorción de colorante MB por adsorbente SDBT (C0 = (20–120 mg/L), masa SDBT (2,0 g/L) a 25 ± 2 °C ).

La cantidad de tinte MB adsorbida en equilibrio (qe) y su constante cinética de PSOM k2 se calcularon trazando el gráfico t/qe-tiempo como se ve en la Fig. 13b. Los valores de R2 para el tinte MB y la linealidad de los gráficos como se muestra en la Fig. 13b indican que el mecanismo de adsorción se ajusta muy bien a la cinética del PSOM. Además, cuando se investigan los valores R2 de PSOM en la Tabla 5, se ve que todos ellos están muy cerca de la unidad.

Además, se observó cómo se transportaba el adsorbato desde la solución de colorante MB a la superficie SDBT utilizando el patrón de difusión intrapartícula68,85. Como lo mantienen Weber y Morris68,85, el paso de difusión intrapartícula gobierna la absorción cuando las líneas discontinuas que se muestran en el gráfico de qt y el tiempo raíz (t) en la Fig. 13c pasan por el origen. Además, con base en este gráfico, se considera que la difusión de la película regula el ritmo del proceso de adsorción si las líneas de puntos no cruzan el origen. El IPDM se utiliza para explicar la transferencia de solutos por adsorción sólido-líquido. La deposición del adsorbato sobre el adsorbente se realiza en tres pasos. Los iones de la solución se transportan primero a la superficie del adsorbente a través de la película líquida si tuviéramos que enumerarlos. Estas moléculas e iones en la superficie del adsorbente luego se movieron y se dispersaron dentro del adsorbente. En la última fase, se producen procesos químicos en los grupos activos del adsorbente. La tasa de absorción se mide mediante el más lento de estos tres procesos porque todos ocurren a diferentes velocidades. Los valores bajos de R2 también están presentes en IPDM y FDM. Los puntos de intersección y la pendiente del gráfico qt versus t0.5 trazado en la Fig. 13c dan los valores de C y Kdif, respectivamente. Ninguna de las líneas es recta y todas cruzan el origen debido a los altos valores de C. En la Fig. 13d, se muestra que la difusión de la película aumenta progresivamente a medida que el volumen de poros y SA del SDBT disminuyen durante todo el proceso de absorción.

El probable mecanismo para la absorción de los iones de colorante MB por SDBT se explicó en la Fig. 14. Después de la deshidratación de la materia prima de aserrín con 80% de H2SO4 y oxidación con ozono, seguido del tratamiento con TETA a reflujo, se formaron muchos grupos funcionales en la superficie. superficie adsorbente (SDBT) como grupos C = N, amida N – H, hidroxilo O – H, C – N y SH como se encuentra en el análisis FTIR. El mecanismo de absorción de iones de tinte MB en un medio base (pH 12) se puede lograr mediante interacción física debido a la interacción electrostática entre el par solitario de nitrógeno en la superficie SDBT y la carga positiva en el átomo de azufre del tinte MB, y luego la carga superficial. se volvió positivo y atrae los iones hidroxilo del medio base debido al pH básico 12.

Mecanismo probable para la adsorción del colorante MB en el biocarbón SDBT.

En un ambiente alcalino, la superficie del biocarbón desarrolla una carga negativa que atrae moléculas de tinte cargadas positivamente2,3. Además, los iones OH– en la solución interactúan con los grupos funcionales carboxílicos y fenólicos en la superficie del biocarbón para producir sitios cargados negativamente que pueden adsorber aún más moléculas de tinte cargadas positivamente. Además, un pH básico aumenta la solubilidad de las moléculas de tinte, facilitando su difusión a través de los poros del biocarbón y su unión a los sitios de adsorción. Dado que el pH básico es crucial para promover la adsorción de moléculas de tinte en el biocarbón, el biocarbón es un excelente método para eliminar el color de las aguas residuales industriales. El mecanismo más importante es la adsorción de moléculas orgánicas ionizables a la superficie cargada positivamente del biocarbón mediante contacto electrostático3. El éxito de una solución acuosa para atraer o repele contaminantes depende de su pH y fuerza iónica3,15.

Además, el pH de la solución tiene un impacto en la capacidad de adsorber los contaminantes orgánicos en los efluentes industriales17. Parshetti et al.19 examinaron la adsorción de colorantes textiles en aguas residuales utilizando biocarbón elaborado a partir de residuos de alimentos. Descubrieron que la adsorción de colorantes mejoraba con un pH alcalino. Esto se explica por la fuerte interacción entre los colorantes cargados positivamente y los sitios cargados negativamente en la superficie del biocarbón19. Sin embargo, a pH 3, fue menos efectivo para adsorber tinte orgánico porque había un exceso de H+ que competía con las cargas positivas del tinte19. Tanto Tsai como Chen21 y Xu et al.18 hicieron observaciones similares sobre cómo el pH afecta la capacidad del biocarbón para adsorber sustancias. Por lo tanto, al cambiar los sitios cargados, el pH de la solución altera la capacidad de los contaminantes orgánicos e inorgánicos de las aguas residuales industriales para adsorberse en el biocarbón.

En la revisión de la literatura, se comparó la eficacia de diferentes adsorbentes para eliminar tintes textiles con la del adsorbente SDBT. La Tabla 7 compara el Qm (mg/g) del SDBT utilizado en esta investigación y la eliminación máxima (%) del tinte con hallazgos previos mencionados en la literatura. De la Tabla 7 se desprende claramente que el SDBT absorbió eficazmente el colorante MB. En comparación con los otros adsorbentes enumerados en la Tabla 7, el Qm del SDBT para la adsorción del colorante MB fue alto, 568,16 mg/g. Este resultado podría hacer que el SDBT modificado sea útil para tratar aguas residuales que contienen colorantes.

Las pruebas de desorción son muy importantes para comprobar la viabilidad y reutilización de los adsorbentes producidos. Para probar esto, se realizaron pruebas de desorción del colorante MB de SDBT en un medio de elución con HCl 0,1 M y NaOH. La proporción de desorción se redujo a medida que aumentó el número de ciclos de regeneración, como se ve en la Fig. 15. Hubo seis ciclos consecutivos de adsorción/desorción utilizando SDBT regenerado. La cantidad de adsorción no varió mucho a lo largo de los ciclos, pero disminuyó un 6,64% después de seis generaciones. Este hallazgo sugiere que SDBT es un adsorbente eficaz a largo plazo para la eliminación del tinte MB.

El tinte MB fue un % de desorción de SDBT mediante HCl 0,1 M y NaOH, y el SDBT regenerado se usó para promover ciclos de absorción de tinte MB seis veces (20 mg/l de MB, 1,0 g/l de SDBT).

En este trabajo se ha demostrado que el aserrín, un producto de desecho de las operaciones de carpintería, se puede utilizar para crear un material adsorbente asequible y eficiente. El biocarbón de aserrín seco se preparó calentando con ácido sulfúrico al 80% a reflujo, seguido de oxidación con ozono y posterior tratamiento con trietilentetramina (TETA) a reflujo, el cual está listo para ser probado para la eliminación del colorante MB. Los factores que afectan la adsorción del colorante MB por el biocarbón SDBT. Se investigaron la dosis de SDBT, el tiempo de contacto, el pH y la concentración inicial de colorante MB, y se determinó que el pH óptimo era 12. La eliminación máxima de colorante MB y la menor cantidad de adsorción (qe) en equilibrio se determinaron trabajando con un SDBT. dosis de 2,0 g/L de concentración. Los modelos FIM y TIM obtuvieron mejores resultados que el modelo LIM en la eliminación del tinte MB. El Qm del adsorbente SDBT se calculó como 568,16 mg/g utilizando el FIM. La eliminación del colorante MB se logró mediante fisisorción ya que había poco contacto iónico entre el adsorbente y el adsorbato y la temperatura de absorción era baja. Como resultado de los hallazgos de este estudio, es posible eliminar de manera efectiva y económica el tinte MB de las aguas residuales utilizando SDBT como adsorbente.

Los conjuntos de datos utilizados en esta investigación están disponibles para su revisión previa solicitud del autor correspondiente del artículo.

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Financiamiento de acceso abierto proporcionado por la Autoridad de Financiamiento de Ciencia, Tecnología e Innovación (STDF) en cooperación con el Banco Egipcio de Conocimiento (EKB). Este trabajo fue parcialmente apoyado por la Autoridad de Financiamiento de Ciencia, Tecnología e Innovación (STDF) de Egipto, número de proyecto SCSE-31235.

Instituto Nacional de Oceanografía y Pesca (NIOF), Kayet Bey, Elanfoushy, Alejandría, Egipto

Mohamed A. Hassaan, Mohamed Helal, Safaa Ragab y Ahmed El Nemr

Departamento de Ingeniería Química, Facultad de Ingeniería, Universidad Osmaniye Korkut Ata, 80000, Osmaniye, Turquía

Murat Yilmaz

Departamento de Ingeniería Química, Facultad de Ingeniería, Universidad de Minia, Minia, 61519, Egipto

Mohamed. A. El Nemr

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La parte práctica estuvo a cargo del Dr. MH y el Dr. MAH, y también hizo el cálculo. El Dr. MY escribió el manuscrito original. Ing. MAE-N. y SR ayudó en la preparación del manuscrito y durante el trabajo experimental. El proyecto fue organizado y dirigido por el profesor AEN, quien editó el borrador final y lo envió a la revista.

Correspondencia a Ahmed El Nemr.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

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Hassaan, MA, Yılmaz, M., Helal, M. et al. Adsorción mejorada de azul de metileno de un medio acuoso mediante la modificación con ozono-trietilentetramina de biocarbón a base de aserrín. Representante científico 13, 12431 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-39495-7

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Recibido: 28 de abril de 2023

Aceptado: 26 de julio de 2023

Publicado: 01 de agosto de 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-39495-7

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