Fe-Zn bimetallic oxide functionalized biochar for enhanced adsorption of enrofloxacin in water

生物炭 双金属片 吸附 去壳 化学 弗伦德利希方程 核化学 无机化学 热解 有机化学 金属 植物 生物
作者
Guodong Hong,Rui Shan,Jing Gu,Taoli Huhe,Haoran Yuan,Yong Chen
出处
期刊:Journal of environmental chemical engineering [Elsevier BV]
卷期号:12 (2): 112208-112208 被引量:13
标识
DOI:10.1016/j.jece.2024.112208
摘要

This study employed an iron/zinc bimetallic oxide co-precipitation method to prepare magnetic areca nut husk biochar under nitrogen conditions at 650 °C and investigated its adsorption performance towards enrofloxacin (ENR). Characterization analysis indicates that the specific surface area (1475.35 m2·g−1) and total pore volume (0.71 cm3·g−1) of areca nut husk biochar modified by iron/zinc bimetallic oxide (ZFBC) are significantly greater than those of unmodified areca nut husk biochar (BC). Batch adsorption experiments demonstrated that ZFBC displayed strong removal capabilities for ENR over a broad pH range (3−11), with a maximum adsorption capacity of 198.13 mg·g−1 at 303 K and pH=9, which is nine times higher than BC. In the presence of various competing ions within the concentration range of 0–100 mmol·L−1, the removal efficiency of ENR exceeded 80%. In addition, in adsorption experiments with pig wastewater synthesized in different matrices, ZFBC exhibited an adsorption capacity for ENR (at a concentration of 100 mg·g−1) exceeding 89 mg·g−1. Adsorption behavior conformed to a pseudo-second-order kinetic model and Freundlich isotherm model. In addition, the change in enthalpy (ΔH) of the adsorption was 43.313 kJ·mol−1, indicating primarily physical adsorption. The adsorption mechanisms of ENR on ZFBC encompassed pore filling, π-π conjugation, electrostatic interactions, hydrogen bonding, and functional group complexation. This study demonstrates the potential of areca nut husk as a promising biochar source for the removal of ENR.
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