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Jul 15, 2023

Formation de soi

Scientific Reports volume 13, Numéro d'article : 11556 (2023) Citer cet article 208 Accès aux détails des métriques Cette étude donne une description de la formation de charbon actif auto-dopé à l'azote (NDAC)

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 11556 (2023) Citer cet article

208 accès

Détails des métriques

Cette étude donne une description de la formation de charbon actif auto-dopé à l'azote (NDAC) par une nouvelle manière d'employer de la farine de poisson (mélange d'Atherina hepseetus et de Sardina pilchardus à 60 % de protéines) comme dopant à l'azote, du ZnCl2 comme agent d'imprégnation, de la sciure de bois comme agent d'imprégnation. source de carbone et eau avec un rapport massique (2:1:1:12), soumis au processus hydrothermal. Le mélange hydrothermal a été séché au four et carbonisé sous un flux d'azote pendant une heure à 600, 700 et 800 °C. La caractérisation du NDAC a été réalisée à l’aide de diverses techniques d’analyse. Le NDAC synthétisé présentait des caractéristiques uniques telles qu'une structure microporeuse (1,84 ~ 2,01 nm), une surface spécifique élevée (437,51 ~ 680,86 m2/g), le volume des pores totaux (0,22 ~ 0,32 cm3/g) et une teneur en azote (12,82 ~ 13,73 % ). Des tests d'élimination par lots ont été réalisés pour étudier l'impact de la concentration initiale d'ions chrome (100 à 400 mg/L), de la dose de NDAC (0,5 à 2,5 g/L), du pH et du temps de contact (5 à 120 min). Ces caractéristiques utiles du NDAC, en particulier pour le NDAC600, pouvaient être utilisées comme excellent adsorbant pour les ions Cr6+ avec une capacité d'adsorption maximale (Qm) (769,23 mg/g), et l'absorption d'adsorption des ions chrome la plus élevée (81,18 %) a été obtenue à Valeur pH 1,5 à température ambiante. Les modèles Halsey et Temkin correspondent assez raisonnablement aux données d’adsorption. L'absorption d'ions chrome toxiques est mieux représentée par des données cinétiques de taux de pseudo-second ordre.

L'eau est la vie, une ressource naturelle essentielle à la survie et à la croissance des organismes vivants. L'eau est absolument nécessaire pour répondre aux demandes fondamentales d'une population, aux ambitions sociales et économiques, à l'agriculture, à l'urbanisation, à l'industrialisation et à de nombreux autres usages1. La pollution de l’eau, de l’air et des sols par des ions métalliques toxiques dans les zones urbaines surpeuplées en raison de l’expansion rapide des activités industrielles et de l’augmentation de la population est devenue un problème mondial2. Récemment, au cours du XXe siècle, le besoin d’eau pure est devenu un défi et la conscience de protéger notre environnement de la pollution s’est développée. En particulier, la croissance des contaminations par des micropolluants inorganiques tels que les métaux lourds ont suscité l'inquiétude de nombreux chercheurs car ils sont persistants, très toxiques et ont parfois un effet mortel3.

Les métaux lourds sont, dans de nombreux cas, toxiques et provoquent une dégradation de la vie végétale et aquatique ainsi que des dommages à l'être humain4. Au cours des dernières décennies, l’exposition à un environnement contaminé par des métaux lourds est devenue un risque environnemental grave à travers le monde4. Le chrome est un élément naturel présent lors des éruptions volcaniques dans la poussière, les roches et le sol. L'EPA (Environmental Protection Agency des États-Unis) a classé le chrome parmi les polluants environnementaux toxiques les plus courants5. Le chrome et ses composés proviennent principalement d'activités industrielles diverses comme l'industrie du cuir6,7. Par exemple, en Inde, la transformation des industries de tannage du cuir a eu un impact élevé (2 000 ~ 32 000 tonnes/an de Cr6+) sur l'environnement8,9. En outre, le chrome est largement utilisé dans la galvanoplastie, l’acide chromique, les boues de forage, les réactifs catalytiques et l’acier réfractaire10.

De nombreuses activités anthropiques telles que la plantation de métaux, le traitement de l'eau dans les tours de refroidissement de diverses industries, la conservation du bois, la production de pigments et d'instruments électriques et électroniques ont conduit à une contamination généralisée du chrome hexavalent (Cr6+) dans la biosphère, de sorte que la biodisponibilité et la biomobilité du Cr6+ sera augmentée11. Le chrome existe principalement sous deux états d’oxydation, trivalent et hexavalent ; les effets toxiques du chrome sur les écosystèmes et leurs habitants dépendent de son état de valence12. Les ions Cr6+ hautement toxiques, mutagènes, mobiles et solubles se trouvent généralement en association avec l’oxygène sous forme de chromate (CrO42–) à des niveaux de pH supérieurs à 6,5 ou de dichromate (Cr2O72–) à de faibles niveaux de pH12. Bien que Cr3+ soit moins toxique, le bioélément se présente généralement sous forme de Cr(OH)2+, CrOH2+, Cr(OH)3 et Cr(OH)4–, Cr2(OH)2 et Cr3(OH)4. Cependant, ces activités industrielles généraient de grandes quantités de déchets solides et liquides riches en chrome, ainsi que des émissions atmosphériques13,14. L'exposition grave et fréquente aux ions chrome hexavalent peut provoquer de nombreuses maladies, telles que le cancer du poumon et de la peau15, une réduction de l'efficacité du système immunitaire, une insuffisance hépatique et rénale, des hémorragies internes et des lésions de l'ADN, des ulcères de la muqueuse nasale, des irritations, de l'anémie. , les ulcères de l’estomac et de l’intestin grêle et d’autres problèmes du système respiratoire16. Par conséquent, de nombreuses stratégies scientifiques d’élimination des ions métalliques sont devenues des solutions possibles.