4. Applications of low cost adsorbents
As given in Table 1, the different adsorbents generated from various waste products in water treatment are discussed in the following sub-sections.
4.1. House hold wastes
4.1.1. Fruits waste
Olive stones, almond shells, apricot and peach stones, palm fruit bunch etc. are the prevailing raw materials for the preparation of activated carbon. Rodriguez-Reinso et al. (1982) have optimized the activation procedures for activated carbon production using a variety of chemical and physical techniques. Consequently, high quality, microporous carbons have been prepared and characterized (Rodriguez-Reinso et al., 1982). Langmuir equation was applied to evaluate the surface areas and it ranges between 90 and 1550 m2 g−1. Caturala et al. (1988) showed the efficacy of olive stone carbons for uptake of nitro- and chloro-substituted phenols from aqueous solutions. The efficiency of the prepared material for the adsorption varied as per the degree of activation. Olive stones and almond shells have been evaluated for the removal of some industrial dyes viz., Methylene Blue, Orange II, Crystal Violet and Victoria Blue from aqueous phase (Aziz et al., 2009; Berrios et al., 2012; Linares-Solano et al., 1980). In continuation, Lopez-Garzon et al. (1984) studied the porosity in olive stone carbons using gas chromatography. Tailor made materials derived from olive stones and activated under controlled conditions, exhibit molecular sieving properties, which can be used as a catalyst for isomerization in petrochemical industries.
Nasser et al. (1996) studied the ability of palm fruit bunch particles for the uptake of basic dye (BR18) over a range of initial dye concentration with adsorbent particle sizes vary in the range of 106–300 μm. The maximum adsorption capacity qmax of palm bunch was found to be 242 mg g−1 of dye. Further, Nasser (1997) used palm fruit branch for the removal of dye from water. The material was not subjected to any form of pretreatment prior to its use in the experiments. Accordingly, equilibrium and kinetic studies were carried out during the adsorption of basic yellow dye on fruit bunch adsorbent. The adsorbent was inexpensive and had a monolayer equilibrium capacity of 320 mg dye/g (palm fruit bunch). A range of chemically activated Tamarind nut carbons were prepared by Srinivasan et al. (1988) using a variety of treatments adapted from the carbon literature ( Hassler, 1967). Recently, Cardoso et al. (2011) studied the removal of a textile dye (remazol black B) from aqueous effluent by Araucaria angustifolia, a Brazilian pine fruit shell.
4.1.2. Coconut shell
Coconut shell is a well known precursor for the production of high quality granular activated carbons. Currently, it is responsible for ∼18% (w/w) global production of commercial activated carbon (Smith et al., 2009). It has been considered as an inexpensive raw material due to its widespread distribution in the developing countries. Banerjee et al. (1976) prepared activated carbon by heating ZnCl2 impregnated crushed coconut shells to 700 °C. The resulting charred intermediate was activated by steam or air at 900 °C. The carbon so obtained was having surface area of 800 m2 g−1 with high adsorbing properties. Hitchcock et al. (1983) investigated the adsorption properties of ZnCl2 activated coconut coir for the removal of 4-nitrophenol. Coconut coir is a lignocellulosic fiber obtained from the mesocarp. Large amount of adsorbate was retained by these materials (2.3 m mol for the 50% burn off sample). Mortley et al. (1988) characterized activated carbon from materials of varying morphology including coconut husks and shells and compared them with commercially available carbons. The precursors with higher activation energies yielded higher surface areas and developed microporosities on account of the lesser degree of lignocellulosic breakdown. Laine et al. (1989) prepared Venezuelan coconut carbons by chemical activation. The shells were impregnated with H3PO4 followed by a one-step carbonisation/activation at 450 °C. The surface area of the product was found to be 1200 m2 g−1. The chemically modified activated carbon was used for the removal of rotenone from synthetic and real wastewaters by Dhaouadi et al. (2010). Activated carbon was modified with NH3 and (NH4)2S2O8 solutions and it was found that ammonia treated carbon had more removal capacity. Recently, Vieira et al. (2011) used the coconut shell as the biomass for the removal of textile dyes namely Blue Remazol R160 (BR 160), Rubi S2G (R S2G), Red Remazol 5R (RR 5), Violet Remazol 5R (VR 5) and Indanthrene Olive Green (IOG) dye. It was found that the sorption capacity decreases in order of BR 160 > VR 5 > RR 5 > R S2G > IOG.
4.1.3. Scrap tyres
Waste tyres are of great concern as they pose a serious fire risk and their uncontrolled combustion may lead to the large volume of oils, polyaromatic hydrocarbons (PAH), phenols into the atmosphere (ENDS, 1990). On the other hand, these waste tyres have high carbon content. Thus, controlled pyrolysis has been employed to convert butyl rubber. Carbon black content obtained from these waste tyres with semi-active carbon. The stripped tyres rubber has been used by Lucchesi and Maschio (1983) to obtain carbon by moving bed reactor at 400–700 °C. The surface area of the finished carbon was found up to 320 m2 g−1. This product was used for the removal of Orange II and Acid Black 24 dyes from aqueous phase. By vapor phase applications a highly active carbon of surface area 1260 m2 g−1 was prepared by Ogassawara et al. (1987). Paprowicz (1990) prepared powdered activated carbon from waste tyre rubber. The surface area of the product was quite low (193 m2 g−1) but the sorbent exhibited a considerable affinity for the removal of aqueous phase phenol during subsequent batch adsorption trials. Recently, various dyes and phenols were adsorbed using activated carbon derived from scrap tyre rubbers by different workers (Gupta et al., 2011; Li et al., 2010; Troca-Torrado et al., 2011). Hutchinson et al. (1993) selected three different sorbents [rubber, sphagnum peat moss and steam exploded wood (SEW)] to evaluate their ability for removing metolachlor. All the three sorbents chosen were economic. Out of them, rubber demonstrated the highest sorptive capability followed by peat and SEW. At the maximum concentration of formulated pesticide examined (400 mg L−1) metolachlor was 85% removed by rubber from the solution, while peat and steam exploded wood (SEW) were 71% and 55% efficient. Streat et al. (1995) carried out a comparative study of the sorption of phenol and p-chlorophenol from water using commercialized carbon adsorbent of straw and rubber tyres. The used tyre samples were carbonized in a tube furnace in a stream of N2 at 3 °C per min to 800 or 900 °C. Further, the product was activated using a stream of moist nitrogen at fixed temperature by varying the gas flow rate and the reaction time. The sorption of phenol and p-chlorophenol was almost identical to that of conventional activated carbons.
4.2. Agricultural products
4.2.1. Bark and other tannin-rich materials
Bark is a solid waste of timber industry and can be used as a possible adsorbent due to its high tannin content. The polyhydroxyl groups of tannin are found to be the active species in the adsorption process. The main problem associated with tannin containing materials is decoloration of water due to soluble phenols. To overcome this problem, chemical pretreatment of bark has been tried by a number of workers. Alves et al. (1993) carried out formaldehyde pretreatment to diminish the bleeding of colored compounds without appreciably affecting capacity. Vázquez et al. (2006, 2007) studied the adsorption of phenols by untreated and treated bark of Pinus pinaster. The treatment of the bark was carried out with formaldehyde in acid medium. Randall et al. ( Randall et al., 1974a, 1974b) performed a comparative study of bark adsorption with that of peanut skins, walnut expeller meal and coconut husks. The authors observed comparable adsorption capacities of above adsorbent. Orhan and Buyukgungor (1993) studied the adsorption capacities of nut and walnut shell, waste tea and coffee and compared them with activated carbon. They demonstrated that the capacities of the tannin containing products were only slightly less than for activated carbon. Edgehill and Lu (1998) determined the potential of carbonized slash pine bark as a suitable substitute for activated carbon. The bark was carbonized by slow heating in nitrogen atmosphere for 6.5 h at 672 °C. BET N2 surface area, average micropore and mesopore diameter, and micropore volume of the prepared adsorbent were 332 m2 g−1, 2.17 A° and 0.125 cm3 g−1, respectively. Portuguese pine bark was shown to be a suitable precursor for activated carbon production by Guedes de Carvalho et al. (1984). Carbonization of ground bark was carried out at 600 °C for 1 h under N2 atmosphere and then activated at 800–1000 °C by partial CO2 gasification. Eucalyptus bark, an abundant, inexpensive, forest residue has been investigated for its potential use in the removal of reactive dyes ( Morais et al., 1999). It was examined that all factors studied have a significant effect on the adsorption process in the order of initial dye concentration > bark concentration > initial pH > sodium chloride concentration > temperature. Similar experiments were undertaken with commercial activated carbon and the results showed that the adsorption capacity of bark was about half of the activated carbon.
Bras et al. (1999) tested the ability of pine bark to remove organochlorine pesticides from aqueous solutions. The results showed that approximately 97% of heptachlor, aldrin, endrin, dieldrin, DDT, DDD and DDE were removed from 1.0 to 10.0 μg L−1 solutions. However, lindane could not be effectively adsorbed (38% yield of removal). The authors also
4. ใช้ adsorbents ต้นทุนต่ำที่กำหนดในตารางที่ 1, adsorbents ต่าง ๆ ที่สร้างขึ้นจากเสียต่าง ๆ ในน้ำกล่าวถึงในส่วนย่อยต่อไปนี้4.1. บ้านค้างขยะ4.1.1. ผลไม้เสียหินมะกอก เปลือกอัลมอนด์ บ๊วย และพีช หิน พวงผลไม้ปาล์มฯลฯ จะดิบเป็นการเตรียมการของคาร์บอน Al. et Reinso ร็อดริเกซ (1982) ได้ปรับขั้นตอนการเปิดใช้งานผลิตคาร์บอนโดยใช้เทคนิคทางกายภาพ และเคมีต่าง ๆ ดังนั้น คุณภาพสูง microporous carbons ได้เตรียม และลักษณะ (ร็อดริเกซ-Reinso และ al., 1982) ใช้สมการ Langmuir จะประเมินพื้นที่พื้นผิว และมันช่วงระหว่าง 90 และ 1550 m2 g−1 Caturala et al. (1988) พบว่าประสิทธิภาพของมะกอก carbons หินสำหรับของ phenols แทนไนโตร และ chloro จากโซลูชั่นอควี ประสิทธิภาพของวัสดุเตรียมไว้สำหรับดูดซับแตกต่างกันตามระดับของการเปิดใช้งาน มะกอกหิน และเปลือกอัลมอนด์ได้รับการประเมินสำหรับการกำจัดของบางอุตสาหกรรมสีย้อม viz., เมทิลีนไดน้ำเงิน ส้ม II คริสตัลไวโอเลต และวิคตอเรียบลูจากระยะอควี (อะซีซบิน et al., 2009 Berrios et al., 2012 Linares-Solano et al., 1980) ในเหตุ โลเปซ Garzon et al. (1984) ศึกษา porosity ในมะกอก carbons หินใช้ chromatography ก๊าซ วัสดุช่างตัดเสื้อทำมาจากหินมะกอก และเรียกใช้ภายใต้เงื่อนไขควบคุม แสดงโมเลกุล sieving คุณสมบัติ ซึ่งสามารถใช้เป็นตัว catalyst สำหรับ isomerization ในอุตสาหกรรมปิโตรเคมีNasser et al. (1996) ศึกษาความสามารถของอนุภาคพวงผลไม้ปาล์มสำหรับดูดซับของสีพื้นฐาน (BR18) ช่วงของความเข้มข้นเริ่มต้นย้อมด้วยอนุภาค adsorbent ที่ขนาดแตกต่างกันไปในช่วง 106-300 μm พบ qmax กำลังดูดซับสูงสุดของปาล์มพวงจะ g−1 242 มิลลิกรัมของสีย้อม เพิ่มเติม Nasser (1997) ใช้ปาล์มผลไม้สาขาสำหรับการกำจัดสีย้อมจากน้ำ วัสดุถูกต้องรูปแบบใด ๆ pretreatment ก่อนที่จะใช้ในการทดลอง ตาม สมดุลและการเคลื่อนไหวการศึกษาได้ดำเนินการระหว่างการดูดซับสีย้อมสีเหลืองพื้นฐานบนพวงผลไม้ adsorbent Adsorbent มีราคาไม่แพง และมีความจุสมดุล monolayer ย้อม 320 mg/g (ปาล์มผลไม้พวง) ช่วงของการเปิดใช้งานสารเคมีมะขามถั่ว carbons ถูกเตรียมโดย Srinivasan et al. (1988) โดยใช้ความหลากหลายของการรักษาที่ดัดแปลงจากวรรณกรรมคาร์บอน (Hassler, 1967) ล่าสุด Cardoso et al. (2011) ศึกษาการกำจัดของย้อมสิ่งทอ (remazol สีดำ B) จากน้ำอควีโดย Araucaria โร บราซิลสนเปลือกผลไม้4.1.2. กะลากะลามะพร้าวเป็นสารตั้งต้นที่รู้จักกันดีสำหรับการเปิดใช้งานคุณภาพสูง granular carbons ผลิต ในปัจจุบัน ได้ชอบ ∼18% (w/w) ทั่วโลกผลิตค้าคาร์บอน (Smith et al., 2009) ได้รับพิจารณาเป็นวัตถุดิบราคาไม่แพงเนื่องจากการกระจายแพร่หลายในประเทศกำลังพัฒนา Banerjee et al. (1976) เตรียมคาร์บอน โดยความร้อน ZnCl2 impregnated เปลือกมะพร้าวบดถึง 700 องศาเซลเซียส ปานกลางเหมือนถูกย่างได้ถูกเรียกใช้ โดยไอน้ำหรืออากาศที่ 900 องศาเซลเซียส คาร์บอนได้ดังนั้น มีพื้นที่ถึง 800 m2 g−1 มีคุณสมบัติสูง adsorbing ฮิตช์ค็อก et al. (1983) ตรวจสอบคุณสมบัติการดูดซับของ ZnCl2 เรียกมะพร้าว coir สำหรับลบ 4-nitrophenol มะพร้าว coir ใย lignocellulosic ที่ได้รับจาก mesocarp ได้ Adsorbate จำนวนมากถูกเก็บรักษา โดยวัสดุเหล่านี้ (2.3 m โมลสำหรับเขียน 50% ปิดตัวอย่าง) Mortley et al. (1988) ลักษณะคาร์บอนจากวัสดุของสัณฐานวิทยาแตกต่างกันรวมทั้งแพ้ง่ายมะพร้าวและเปลือกหอย และเมื่อเปรียบเทียบกับ carbons ใช้ได้ในเชิงพาณิชย์ Precursors ด้วยพลังงานระดับสูงเปิดใช้งานเต็มพื้นที่ผิวสูง และพัฒนา microporosities ในบัญชีน้อยกว่าระดับการแบ่ง lignocellulosic เลนและ al. (1989) เตรียมมะพร้าวเวเนซุเอลา carbons โดยเปิดใช้งานเคมี เปลือกหอยที่ impregnated กับ H3PO4 ตาม carbonisation/เปิด แบบขั้นตอนเดียวที่ 450 องศาเซลเซียส พบบริเวณพื้นผิวของผลิตภัณฑ์จะ 1200 m2 g−1 ปรับเปลี่ยนสารเคมีสารกรองคาร์บอนใช้สำหรับลบ rotenone จาก wastewaters จริง และสังเคราะห์โดย Dhaouadi et al. (2010) คาร์บอนถูกปรับเปลี่ยน ด้วย NH3 และ (NH4) 2S2O8 โซลูชั่นและพบว่าแอมโมเนียคาร์บอนบำบัดมีเอาความจุที่มากขึ้น , Vieira et al. (2011) ใช้กะลามะพร้าวเป็นชีวมวลที่สำหรับการลบสีย้อมสิ่งทอได้แก่บลู Remazol R160 (BR 160), Rubi S2G (R S2G), 5R Remazol แดง (RR 5), ม่วง Remazol 5R (VR 5) และย้อมสีเขียวมะกอก (IOG Indanthrene) พบว่า กำลังดูดลดลำดับ BR 160 > VR 5 > RR 5 > R S2G > IOG4.1.3. เศษยางยางเสียมีความกังวลมากจะมีความเสี่ยงร้ายแรงไฟ และเผาไหม้พวกเขาอพยพอาจทำให้จำนวนมากของน้ำมัน สารไฮโดรคาร์บอน polyaromatic (ละ) phenols ในบรรยากาศ (ปลาย 1990) บนมืออื่น ๆ ยางเหล่านี้เสียมีคาร์บอนสูง ดังนั้น ชีวภาพควบคุมมีรับจ้างแปลงยางด... เนื้อหาสีดำคาร์บอนที่ได้จากยางเหล่านี้เสียด้วยไส้กึ่ง ยางยางปล้นได้ถูกใช้ โดย Lucchesi และ Maschio (1983) ได้รับคาร์บอน โดยเครื่องปฏิกรณ์เบดเคลื่อนที่ 400 – 700 องศาเซลเซียส พื้นที่ผิวของคาร์บอนสำเร็จพบถึง 320 m2 g−1 ผลิตภัณฑ์นี้ใช้สำหรับการลบทูสีส้มและสีกรดดำ 24 จากระยะอควี โดยโปรแกรมประยุกต์ระยะไอ ไส้สูงของพื้นที่ 1260 m2 g−1 ถูกจัดทำโดย Ogassawara et al. (1987) Paprowicz (1990) เตรียมผงคาร์บอนจากยางยางเสีย พื้นที่ผิวของผลิตภัณฑ์มีค่อนข้างต่ำ (193 m2 g−1) แต่การดูดซับการจัดแสดงความเกี่ยวข้องมากสำหรับการลบระยะอควีวางในระหว่างการทดลองการดูดซับชุดต่อ ๆ ไป ล่าสุด สีต่าง ๆ และ phenols มี adsorbed ใช้คาร์บอนที่มาจากเศษยางยาง โดยผู้ปฏิบัติงานที่แตกต่างกัน (กุปตา et al., 2011 Li et al., 2010 Troca-Torrado et al., 2011) Hutchinson et al. (1993) เลือกสาม sorbents ต่าง ๆ [ยาง ยากพรุตะไคร่ และไอน้ำกระจายไม้ (SEW)] เพื่อประเมินความสามารถในการเอาออก metolachlor เศรษฐกิจ sorbents สามทั้งหมดที่เลือกได้ จากนั้น ยางสาธิตความสามารถ sorptive สูงสุดตาม ด้วยพรุและ SEW ที่ความเข้มข้นสูงสุดของการตรวจสอบ (400 mg L−1) แมลงสูตร metolachlor 85% ออกจากโซลูชัน โดยยาง ในขณะที่พรุและไอน้ำกระจายไม้ (SEW) ได้ 71% และ 55% ที่มีประสิทธิภาพ วัฒนธรรมฯ และ al. (1995) ดำเนินการศึกษาเปรียบเทียบการดูดของผลิตสารฟีนอลและพี-chlorophenol จากน้ำใช้คาร์บอน commercialized adsorbent ของฟางและยางยาง ตัวอย่างยางใช้ได้ถ่านในเตาหลอดในการสตรีมของ N2 ที่ 3 ° C ต่อนาทีไป 800 หรือ 900 องศาเซลเซียส เพิ่มเติม ผลิตภัณฑ์ถูกเรียกใช้กระแสของไนโตรเจนชุ่มชื่นที่อุณหภูมิคงที่อัตราการไหลของแก๊สและเวลาตอบสนองแตกต่างกัน ดูดของผลิตสารฟีนอลและพี chlorophenol ได้เกือบเหมือนกับ carbons เปิดใช้งานทั่วไป4.2 การเกษตร4.2.1. เปลือก และวัสดุอื่น ๆ อุดมไปด้วยแทนนินBark is a solid waste of timber industry and can be used as a possible adsorbent due to its high tannin content. The polyhydroxyl groups of tannin are found to be the active species in the adsorption process. The main problem associated with tannin containing materials is decoloration of water due to soluble phenols. To overcome this problem, chemical pretreatment of bark has been tried by a number of workers. Alves et al. (1993) carried out formaldehyde pretreatment to diminish the bleeding of colored compounds without appreciably affecting capacity. Vázquez et al. (2006, 2007) studied the adsorption of phenols by untreated and treated bark of Pinus pinaster. The treatment of the bark was carried out with formaldehyde in acid medium. Randall et al. ( Randall et al., 1974a, 1974b) performed a comparative study of bark adsorption with that of peanut skins, walnut expeller meal and coconut husks. The authors observed comparable adsorption capacities of above adsorbent. Orhan and Buyukgungor (1993) studied the adsorption capacities of nut and walnut shell, waste tea and coffee and compared them with activated carbon. They demonstrated that the capacities of the tannin containing products were only slightly less than for activated carbon. Edgehill and Lu (1998) determined the potential of carbonized slash pine bark as a suitable substitute for activated carbon. The bark was carbonized by slow heating in nitrogen atmosphere for 6.5 h at 672 °C. BET N2 surface area, average micropore and mesopore diameter, and micropore volume of the prepared adsorbent were 332 m2 g−1, 2.17 A° and 0.125 cm3 g−1, respectively. Portuguese pine bark was shown to be a suitable precursor for activated carbon production by Guedes de Carvalho et al. (1984). Carbonization of ground bark was carried out at 600 °C for 1 h under N2 atmosphere and then activated at 800–1000 °C by partial CO2 gasification. Eucalyptus bark, an abundant, inexpensive, forest residue has been investigated for its potential use in the removal of reactive dyes ( Morais et al., 1999). It was examined that all factors studied have a significant effect on the adsorption process in the order of initial dye concentration > bark concentration > initial pH > sodium chloride concentration > temperature. Similar experiments were undertaken with commercial activated carbon and the results showed that the adsorption capacity of bark was about half of the activated carbon.ยกทรง et al. (1999) ทดสอบความสามารถของเปลือกสนเอายาฆ่าแมลง organochlorine จากโซลูชั่นอควี ผลพบว่าประมาณร้อยละ 97 ของเฮปตาคลอร์ อัลดริน endrin, dieldrin, DDT, DDD และ DDE ถูกเอาออกจาก 1.0 ถึง 10.0 μg L−1 โซลูชั่น อย่างไรก็ตาม ลินเดนไม่สามารถมีประสิทธิภาพ adsorbed (38% ผลผลิตลบ) ผู้เขียนยัง
การแปล กรุณารอสักครู่..
4. Applications of low cost adsorbents
As given in Table 1, the different adsorbents generated from various waste products in water treatment are discussed in the following sub-sections.
4.1. House hold wastes
4.1.1. Fruits waste
Olive stones, almond shells, apricot and peach stones, palm fruit bunch etc. are the prevailing raw materials for the preparation of activated carbon. Rodriguez-Reinso et al. (1982) have optimized the activation procedures for activated carbon production using a variety of chemical and physical techniques. Consequently, high quality, microporous carbons have been prepared and characterized (Rodriguez-Reinso et al., 1982). Langmuir equation was applied to evaluate the surface areas and it ranges between 90 and 1550 m2 g−1. Caturala et al. (1988) showed the efficacy of olive stone carbons for uptake of nitro- and chloro-substituted phenols from aqueous solutions. The efficiency of the prepared material for the adsorption varied as per the degree of activation. Olive stones and almond shells have been evaluated for the removal of some industrial dyes viz., Methylene Blue, Orange II, Crystal Violet and Victoria Blue from aqueous phase (Aziz et al., 2009; Berrios et al., 2012; Linares-Solano et al., 1980). In continuation, Lopez-Garzon et al. (1984) studied the porosity in olive stone carbons using gas chromatography. Tailor made materials derived from olive stones and activated under controlled conditions, exhibit molecular sieving properties, which can be used as a catalyst for isomerization in petrochemical industries.
Nasser et al. (1996) studied the ability of palm fruit bunch particles for the uptake of basic dye (BR18) over a range of initial dye concentration with adsorbent particle sizes vary in the range of 106–300 μm. The maximum adsorption capacity qmax of palm bunch was found to be 242 mg g−1 of dye. Further, Nasser (1997) used palm fruit branch for the removal of dye from water. The material was not subjected to any form of pretreatment prior to its use in the experiments. Accordingly, equilibrium and kinetic studies were carried out during the adsorption of basic yellow dye on fruit bunch adsorbent. The adsorbent was inexpensive and had a monolayer equilibrium capacity of 320 mg dye/g (palm fruit bunch). A range of chemically activated Tamarind nut carbons were prepared by Srinivasan et al. (1988) using a variety of treatments adapted from the carbon literature ( Hassler, 1967). Recently, Cardoso et al. (2011) studied the removal of a textile dye (remazol black B) from aqueous effluent by Araucaria angustifolia, a Brazilian pine fruit shell.
4.1.2. Coconut shell
Coconut shell is a well known precursor for the production of high quality granular activated carbons. Currently, it is responsible for ∼18% (w/w) global production of commercial activated carbon (Smith et al., 2009). It has been considered as an inexpensive raw material due to its widespread distribution in the developing countries. Banerjee et al. (1976) prepared activated carbon by heating ZnCl2 impregnated crushed coconut shells to 700 °C. The resulting charred intermediate was activated by steam or air at 900 °C. The carbon so obtained was having surface area of 800 m2 g−1 with high adsorbing properties. Hitchcock et al. (1983) investigated the adsorption properties of ZnCl2 activated coconut coir for the removal of 4-nitrophenol. Coconut coir is a lignocellulosic fiber obtained from the mesocarp. Large amount of adsorbate was retained by these materials (2.3 m mol for the 50% burn off sample). Mortley et al. (1988) characterized activated carbon from materials of varying morphology including coconut husks and shells and compared them with commercially available carbons. The precursors with higher activation energies yielded higher surface areas and developed microporosities on account of the lesser degree of lignocellulosic breakdown. Laine et al. (1989) prepared Venezuelan coconut carbons by chemical activation. The shells were impregnated with H3PO4 followed by a one-step carbonisation/activation at 450 °C. The surface area of the product was found to be 1200 m2 g−1. The chemically modified activated carbon was used for the removal of rotenone from synthetic and real wastewaters by Dhaouadi et al. (2010). Activated carbon was modified with NH3 and (NH4)2S2O8 solutions and it was found that ammonia treated carbon had more removal capacity. Recently, Vieira et al. (2011) used the coconut shell as the biomass for the removal of textile dyes namely Blue Remazol R160 (BR 160), Rubi S2G (R S2G), Red Remazol 5R (RR 5), Violet Remazol 5R (VR 5) and Indanthrene Olive Green (IOG) dye. It was found that the sorption capacity decreases in order of BR 160 > VR 5 > RR 5 > R S2G > IOG.
4.1.3. Scrap tyres
Waste tyres are of great concern as they pose a serious fire risk and their uncontrolled combustion may lead to the large volume of oils, polyaromatic hydrocarbons (PAH), phenols into the atmosphere (ENDS, 1990). On the other hand, these waste tyres have high carbon content. Thus, controlled pyrolysis has been employed to convert butyl rubber. Carbon black content obtained from these waste tyres with semi-active carbon. The stripped tyres rubber has been used by Lucchesi and Maschio (1983) to obtain carbon by moving bed reactor at 400–700 °C. The surface area of the finished carbon was found up to 320 m2 g−1. This product was used for the removal of Orange II and Acid Black 24 dyes from aqueous phase. By vapor phase applications a highly active carbon of surface area 1260 m2 g−1 was prepared by Ogassawara et al. (1987). Paprowicz (1990) prepared powdered activated carbon from waste tyre rubber. The surface area of the product was quite low (193 m2 g−1) but the sorbent exhibited a considerable affinity for the removal of aqueous phase phenol during subsequent batch adsorption trials. Recently, various dyes and phenols were adsorbed using activated carbon derived from scrap tyre rubbers by different workers (Gupta et al., 2011; Li et al., 2010; Troca-Torrado et al., 2011). Hutchinson et al. (1993) selected three different sorbents [rubber, sphagnum peat moss and steam exploded wood (SEW)] to evaluate their ability for removing metolachlor. All the three sorbents chosen were economic. Out of them, rubber demonstrated the highest sorptive capability followed by peat and SEW. At the maximum concentration of formulated pesticide examined (400 mg L−1) metolachlor was 85% removed by rubber from the solution, while peat and steam exploded wood (SEW) were 71% and 55% efficient. Streat et al. (1995) carried out a comparative study of the sorption of phenol and p-chlorophenol from water using commercialized carbon adsorbent of straw and rubber tyres. The used tyre samples were carbonized in a tube furnace in a stream of N2 at 3 °C per min to 800 or 900 °C. Further, the product was activated using a stream of moist nitrogen at fixed temperature by varying the gas flow rate and the reaction time. The sorption of phenol and p-chlorophenol was almost identical to that of conventional activated carbons.
4.2. Agricultural products
4.2.1. Bark and other tannin-rich materials
Bark is a solid waste of timber industry and can be used as a possible adsorbent due to its high tannin content. The polyhydroxyl groups of tannin are found to be the active species in the adsorption process. The main problem associated with tannin containing materials is decoloration of water due to soluble phenols. To overcome this problem, chemical pretreatment of bark has been tried by a number of workers. Alves et al. (1993) carried out formaldehyde pretreatment to diminish the bleeding of colored compounds without appreciably affecting capacity. Vázquez et al. (2006, 2007) studied the adsorption of phenols by untreated and treated bark of Pinus pinaster. The treatment of the bark was carried out with formaldehyde in acid medium. Randall et al. ( Randall et al., 1974a, 1974b) performed a comparative study of bark adsorption with that of peanut skins, walnut expeller meal and coconut husks. The authors observed comparable adsorption capacities of above adsorbent. Orhan and Buyukgungor (1993) studied the adsorption capacities of nut and walnut shell, waste tea and coffee and compared them with activated carbon. They demonstrated that the capacities of the tannin containing products were only slightly less than for activated carbon. Edgehill and Lu (1998) determined the potential of carbonized slash pine bark as a suitable substitute for activated carbon. The bark was carbonized by slow heating in nitrogen atmosphere for 6.5 h at 672 °C. BET N2 surface area, average micropore and mesopore diameter, and micropore volume of the prepared adsorbent were 332 m2 g−1, 2.17 A° and 0.125 cm3 g−1, respectively. Portuguese pine bark was shown to be a suitable precursor for activated carbon production by Guedes de Carvalho et al. (1984). Carbonization of ground bark was carried out at 600 °C for 1 h under N2 atmosphere and then activated at 800–1000 °C by partial CO2 gasification. Eucalyptus bark, an abundant, inexpensive, forest residue has been investigated for its potential use in the removal of reactive dyes ( Morais et al., 1999). It was examined that all factors studied have a significant effect on the adsorption process in the order of initial dye concentration > bark concentration > initial pH > sodium chloride concentration > temperature. Similar experiments were undertaken with commercial activated carbon and the results showed that the adsorption capacity of bark was about half of the activated carbon.
Bras et al. (1999) tested the ability of pine bark to remove organochlorine pesticides from aqueous solutions. The results showed that approximately 97% of heptachlor, aldrin, endrin, dieldrin, DDT, DDD and DDE were removed from 1.0 to 10.0 μg L−1 solutions. However, lindane could not be effectively adsorbed (38% yield of removal). The authors also
การแปล กรุณารอสักครู่..