Синтез активированного угля из шелухи стручков Theobroma cacao путем активации KOH для адсорбции малахитового зеленого
Synthesis of activated carbon from Theobroma cacao pod husk via KOH activation for malachite green adsorption
Widi Astuti, Triastuti Sulistyaningsih, Irene Nindita Pradnya, Linda Hilmatul Arifah, Gusti Maulana Negoro, Fera Utnita Sari, Widya Sari Kusuma Wijayanti, Zulfa Ajrina Fitri
Аннотация (перевод)
Шелуха стручков какао ( Theobroma cacao ) (CPH) является перспективным сырьем для производства активированного угля (AC) благодаря высокому содержанию лигноцеллюлозы. Однако высокое содержание лигнина и целлюлозы может способствовать образованию смолы во время пиролиза, что приводит к закупориванию пор и снижению качества угля. В данном исследовании изучается влияние активации KOH и ключевых параметров процесса на характеристики и адсорбционную способность AC, полученного из CPH, для удаления малахитового зеленого (MG). Биомассу пиролизовали в электрической печи при 400 °C и 600 °C в условиях ограниченного доступа воздуха с последующей химической активацией гидроксидом калия (KOH). AC продемонстрировал высокопористую структуру с богатыми кислородом функциональными группами, обеспечивающими быструю адсорбцию MG в течение первых 10 минут и достижение равновесия в течение 150 минут. Максимальное адсорбционное удаление наблюдалось при pH 5. Эти результаты показывают, что активация KOH эффективно повышает поверхностную активность и пористость AC, полученного из CPH, делая его экологически устойчивым и дешевым адсорбентом для удаления красителей из сточных вод. Кроме того, данное исследование поддерживает принципы экономики замкнутого цикла за счет переработки сельскохозяйственных отходов в ценные функциональные материалы и вносит вклад в достижение SDG 12, способствуя сокращению объемов отходов.
Оригинальная аннотация
Cocoa ( Theobroma cacao ) pod husk (CPH) is a promising raw material to produce activated carbon (AC) due to its abundant lignocellulosic content. However, high lignin and cellulose contents can promote tar formation during pyrolysis, leading to pore blockage and reduced carbon quality. This study investigates the effects of KOH activation and key process parameters on the characteristics and adsorption performance of AC derived from CPH for the removal of malachite green (MG). The biomass was pyrolyzed in an electric furnace at 400 °C and 600 °C under limited-air conditions, followed by chemical activation with potassium hydroxide (KOH). The AC exhibited a highly porous structure with oxygen-rich functional groups, enabling rapid adsorption of MG within the first 10 minutes and reaching equilibrium within 150 minutes. Maximum adsorption removal was observed at pH 5. These findings indicate that KOH activation effectively enhances the surface activity and porosity of AC derived from CPH, making it a sustainable and cheap adsorbent to remove of dyes from wastewater. Furthermore, this study supports circular economy principles by valorizing agricultural waste into high-value functional materials and contributes to SDG 12 by promoting waste reduction.
Идентификаторы
Canonical: https://research.holos.house/w/1051e22b-ab3f-4300-a65a-82e502a782a5
DOI: 10.1051/matecconf/202642304001