N-Doped Biochar from Lignocellulosic Biomass for Preparation of Adsorbent: Characterization, Kinetics and Application

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作者
Jing Li,Fanxun Lv,Rudong Yang,Liping Zhang,Wei Tao,Guotao Liu,Hui Gao,Ying Guan
出处
期刊:Polymers [MDPI AG]
卷期号:14 (18): 3889-3889 被引量:8
标识
DOI:10.3390/polym14183889
摘要

Medulla tetrapanacis is composed of a lignocellulosic biopolymer and has a regular porous structure, which makes it a potential biomass material for preparing porous N-doped biochar. Herewith, N-doped Medulla tetrapanacis biochar (UBC) was successfully prepared by modification with urea and NaHCO3 under pyrolysis at 700 °C. The nitrogen-containing groups were efficiently introduced into biochar, and the micro-pore structures of the UBC were developed with sizeable specific surface area, which was loaded with massive adsorption sites. The adsorption kinetics and isotherms of the UBC conformed to pseudo-second-order and Langmuir model. The superior adsorption capacities of the UBC for methylene blue (MB) and congo red (CR) were 923.0 mg/g and 728.0 mg/g, and the capacities for Cu2+ and Pb2+ were 468.5 mg/g and 1466.5 mg/g, respectively. Moreover, the UBC had a stronger affinity for Cr3+ and Fe3+ in multiple metal ions and retained at a preferable adsorption performance for dyes and heavy metals after five cycles. Precipitation, complexation, and physical adsorption were the main mechanisms of the UBC-adsorbing metal ions and dyes. Thus, lignocellulosic biochar has great potential for removing dyes and heavy metals in aqueous solutions.
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