Fabrication and environmental applications of multifunctional mixed metal-biochar composites (MMBC) from red mud and lignin wastes

生物炭 热解 木质素 赤泥 吸附 金属 材料科学 分解 化学工程 碳纤维 催化作用 硅酸铝 化学 有机化学 复合材料 冶金 复合数 工程类
作者
Dong-Wan Cho,Kwangsuk Yoon,Yongtae Ahn,Yuqing Sun,Daniel C.W. Tsang,Deyi Hou,Yong Sik Ok,Hocheol Song
出处
期刊:Journal of Hazardous Materials [Elsevier BV]
卷期号:374: 412-419 被引量:227
标识
DOI:10.1016/j.jhazmat.2019.04.071
摘要

This study fabricated a new and multifunctional mixed metal-biochar composites (MMBC) using the mixture of two abundant industrial wastes, red mud (RM) and lignin, via pyrolysis under N2 atmosphere, and its ability to treat wastewater containing various contaminants was comprehensively evaluated. A porous structure (BET surface area = 100.8 m2 g-1) was created and metallic Fe was formed in the MMBC owing to reduction of Fe oxides present in RM by lignin decomposition products during pyrolysis at 700 °C, which was closely associated with the transformation of liquid to gaseous pyrogenic products. The potential application of the MMBC was investigated for the removal of heavy metals (Pb(II) and Ni(II)), oxyanions (As(V) and Cr(VI)), dye (methylene blue), and pharmaceutical/personal care products (para-nitrophenol and pCBA). The aluminosilicate mineral, metallic Fe, and porous carbon matrix derived from the incorporation of RM and lignin contributed to the multifunctionality (i.e., adsorption, chemical reduction, and catalytic reaction) of the MMBC. Thus, engineered biochar composites synthesized from selected industrial wastes can be a potential candidate for environmental applications.
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