Perspectiva sobre el Comportamiento de Adsorción de Nanopartículas de Carbono Derivadas de Residuos de Piel de Café para la Remediación de Agua Contaminada con Ingredientes Farmacéuticos
Autores: Salih, Mutaz; Abdulkhair, Babiker Y.; Alotaibi, Mansour
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Perspectiva sobre el Comportamiento de Adsorción de Nanopartículas de Carbono Derivadas de Residuos de Piel de Café para la Remediación de Agua Contaminada con Ingredientes Farmacéuticos
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Química
Palabras clave
Cáscaras de café
Carbonizado
Nanopartículas
Adsorción
Eficiencia
Regeneración
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 29
Citaciones: Sin citaciones
Las pieles de café, un residuo agrícola barato, fueron carbonizadas en un horno tubular bajo una corriente de nitrógeno y luego molidas en un molino de bolas para fabricar nanopartículas de carbono de piel de café (CCNPs). El SEM mostró un tamaño de partícula de 35.6-41.6 nm. Los picos de 26.64 y 43.16 en el XRD indicaron una red cúbica de grafito. El espectro FT-IR reveló un pico de 2500-3500 cm, sugiriendo un grupo ácido O-H. Los CCNPs poseían un bucle tipo-H3 en el análisis de adsorción-desorción de N, con una superficie de 105.638 m g. Posteriormente, se probaron los CCNPs para la adsorción de ciprofloxacino (CPXN), que alcanzó el equilibrio en 90 minutos. Los CCNPs capturaron 142.6 mg g de 100 mg L de CPXN, y la relación masa del sorbente a volumen de solución de 5:12 fue adecuada para tratar hasta 75 mg L de contaminación. El q disminuyó de 142.6 a 114.3 y 79.2 mg g a medida que la temperatura aumentó de 20 grados C a 35 grados C y 50 grados C, respectivamente, indicando una adsorción exotérmica. La eficiencia de eliminación de CPXN disminuyó por debajo de pH 5.0 y por encima de pH 8.0. Cinéticamente, la adsorción de CPXN se ajusta al modelo de segundo orden y está controlada por el mecanismo de película líquida, lo que indica su preferencia por la superficie de los CCNPs. El acuerdo de la adsorción con los modelos de película líquida y Freundlich implicó la facilidad de penetración de CPXN en las capas internas de los CCNPs y la acumulación en múltiples capas de CPXN en la superficie de los CCNPs. El deltaH negativo y el deltaG negativo revelaron la naturaleza exotérmica y la espontaneidad de la adsorción de CPXN en los CCNPs. Los CCNPs mostraron una eficiencia del 95.8% durante cuatro ciclos consecutivos de regeneración-reutilización con una desviación estándar relativa (RSD) del 3.1%, y la eficiencia más baja en el cuarto ciclo fue del 92.8%.
Descripción
Las pieles de café, un residuo agrícola barato, fueron carbonizadas en un horno tubular bajo una corriente de nitrógeno y luego molidas en un molino de bolas para fabricar nanopartículas de carbono de piel de café (CCNPs). El SEM mostró un tamaño de partícula de 35.6-41.6 nm. Los picos de 26.64 y 43.16 en el XRD indicaron una red cúbica de grafito. El espectro FT-IR reveló un pico de 2500-3500 cm, sugiriendo un grupo ácido O-H. Los CCNPs poseían un bucle tipo-H3 en el análisis de adsorción-desorción de N, con una superficie de 105.638 m g. Posteriormente, se probaron los CCNPs para la adsorción de ciprofloxacino (CPXN), que alcanzó el equilibrio en 90 minutos. Los CCNPs capturaron 142.6 mg g de 100 mg L de CPXN, y la relación masa del sorbente a volumen de solución de 5:12 fue adecuada para tratar hasta 75 mg L de contaminación. El q disminuyó de 142.6 a 114.3 y 79.2 mg g a medida que la temperatura aumentó de 20 grados C a 35 grados C y 50 grados C, respectivamente, indicando una adsorción exotérmica. La eficiencia de eliminación de CPXN disminuyó por debajo de pH 5.0 y por encima de pH 8.0. Cinéticamente, la adsorción de CPXN se ajusta al modelo de segundo orden y está controlada por el mecanismo de película líquida, lo que indica su preferencia por la superficie de los CCNPs. El acuerdo de la adsorción con los modelos de película líquida y Freundlich implicó la facilidad de penetración de CPXN en las capas internas de los CCNPs y la acumulación en múltiples capas de CPXN en la superficie de los CCNPs. El deltaH negativo y el deltaG negativo revelaron la naturaleza exotérmica y la espontaneidad de la adsorción de CPXN en los CCNPs. Los CCNPs mostraron una eficiencia del 95.8% durante cuatro ciclos consecutivos de regeneración-reutilización con una desviación estándar relativa (RSD) del 3.1%, y la eficiencia más baja en el cuarto ciclo fue del 92.8%.