Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

2 Archives of Environmental Protection

2 2025

Znaleziono wyników: 2

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Adsorptive removal of sulfamethoxazole from water using carbon-mineral composites

Słomkiewicz Piotr, Szczepanik Beata, Piekacz Katarzyna, Gołombek Klaudiusz, Włodarczyk-Makuła Maria

Archives of Environmental Protection

2025

Vol. 51, no. 3

40--53

The objective of this work was to synthesize new carbon-mineral composites and evaluate their ability to remove sulfamethoxazole from water. Carbon-halloysite (CHS1a,b, CHNT1a,b) and carbon-kaolinite (CKT1a,b) composites were prepared using fruit pomace waste as a carbon precursor. In addition, raw halloysite (HS), halloysite nanotubes (HNT), and kaolinite (KT) were used as templates in the carbonization process conducted under a nitrohen atmosphere at two temperature values: 500oC and 800oC. The morphology and structural characteristics of the obtained composites were investigated using SEM EDX, FT-IR, Raman spectroscopy, and low-temperature nitrogen adsorption methods. All the composites were mesoporous materials. SEM and FTIR results confirmed that the surfaces of HNT, HS, and KT were covered with carbon. The highest carbon content was observed in composites prepared with HNT, suggesting that the nanotube structure enhances carbon deposition. The adsorption of sulfomethoxazole on both the newly synthesized carbon-mineral composites and the unmodified minerals was also studied. The removal efficiency of sulfamethoxazole increased significantly for composites such as CHS1a, CHNT1a, and CKT1a obtained at 800oC, compared to the raw minerals. The optimal conditions for sulfamethoxazole removal, achieving a maximum efficiency of 84%, were found using CHS1a with a dosage of 6 g/dm3 and an initial antibiotic concentration of 20 mg/dm3. The adsorption kinetics of sulfamethoxazole on the most effective adsorbent, CHS1a, was described using the pseudo-second-order kinetic model and the multi-center Langmuir adsorption model. CHS1a composite can be considered a promising adsorbent for the removal of sulfamethoxazole from water.

Celem tej pracy była synteza nowych kompozytów węglowo-mineralnych i ich wykorzystanie do usuwania sulfametoksazolu z wody. Kompozyty węglowo-haloizytowe (CHS1a,b, CHNT1a,b) i węglowo-kaolinitowe (CKT1a,b) otrzymano z odpadowych wytłoków owocowych jako prekursora węgla. Ponadto surowy halloizyt (HS), nanorurki halloizytowe (HNT) i kaolinit (KT) wykorzystano jako nośniki w procesie karbonizacji w atmosferze N2 dla dwóch temperatur: 500oC i 800oC. Morfologię i charakterystykę strukturalną otrzymanych kompozytów zbadano przy użyciu metod SEM EDX, FT-IR i spektroskopii Ramana oraz metod adsorpcji azotu w niskiej temperaturze. Wszystkie kompozyty były materiałami mezoporowatymi. Wyniki SEM i FTIR potwierdziły, że powierzchnia HNT, HS i KT jest pokryta węglem. Najwyższa zawartość węgla w kompozytach z HNT wskazuje, że struktura nanorurek wpływa na osadzanie węgla na ich powierzchni. Badano również adsorpcję sulfometoksazolu na nowych kompozytach węglowo-mineralnych i minerałach niemodyfikowanych. Efektywność usuwania sulfametoksazolu znacznie wzrosła w przypadku takich kompozytów jak: CHS1a, CHNT1a i CKT1a otrzymanych w temperaturze 800oC w porównaniu do minerałów surowych. Optymalne warunki usuwania sulfametoksazolu, umożliwiające najwyższą efektywność usuwania 84%, obejmują zastosowanie masy adsorbentu CHS1a wynoszącej 6 g/dm3 przy początkowym stężeniu roztworu antybiotyku 20 mg/dm3. Proces adsorpcji sulfametoksazolu na najlepszym adsorbencie CHS1a opisuje model kinetyczny pseudo-drugiego rzędu i wielocentrowy model adsorpcji Langmuira. Kompozyt CHS1a można stosować jako potencjalny adsorbent do usuwania sulfametoksazolu z wody.

A new ecological mineral-carbonaceous material for adsorption of organic pollutants : a step towards a circular economy

Słomkiewicz Piotr, Dołęgowska Sabina, Piekacz Katarzyna, Wideł Dariusz, Włodarczyk-Makuła Maria

Archives of Environmental Protection

2025

Vol. 51, no. 2

62--72

Two industrial waste products – namely, cement bypass dust and apple pomace - were used in the synthesis of a new ecological mineral-carbonaceous material intended that can be used for the adsorption of organic pollutants. The raw materials were mixed at initial ratios of 1:5, 1:9, and 1:18, then subjected to pyrolysis in a nitrogen atmosphere at 800°C. The chemical characterization of the resulting mineral-carbonaceous materials showed that the concentrations of Zn, Cd, and Pb were significantly lower than those in the raw and pyrolyzed bypass dust samples, while the concentrations of Na, Mg, Si, and P were higher. The composition and structure of the mineral-carbonaceous materials depend on the initial dust-to-pomace weight ratio. All materials exhibited a mesoporous nature, with specific surface areas more than one hundred times greater than those of the individual substrates. The highest value exhibits the material with the 1:9 bypass dust-to-apple pomace ratio. This material also had a homogenous, fine-grained structure, with the bypass dust completely covered by carbon. After 24 h, approximately 90% of captan was removed from the aqueous solution and adsorbed onto the mineral-carbonaceous materials. The removal efficiency depended on the initial bypass dust-to-apple pomace ratio, with the best performance (97.3%) observed in the material synthesized at the 1:9 ratio. Our results confirm that otherwise useless wastes can serve as suitable substrates for the synthesis of mineral-carbonaceous materials, which can function as adsorbents for organic pollutants and as potential sources of valuable nutrients.

Dwa odpady przemysłowe, pył cementowy i wytłoki jabłkowe, wykorzystano w syntezie nowego ekologicznego materiału mineralno-węglowego, który może być stosowany do adsorpcji zanieczyszczeń organicznych. Surowce zmieszano w proporcjach początkowych 1:5, 1:9 i 1:18 i poddano pirolizie w atmosferze azotu w temperaturze 800°C. Scharakteryzowano skład pierwiastkowy i mineralny oraz właściwości powierzchniowe za pomocą izoterm adsorpcji-desorpcji azotu w niskiej temperaturze. Właściwości adsorpcyjne kaptanu mierzono metodą GCMS. Charakterystyka chemiczna materiałów mineralno-węglowych wskazała, że stężenia Zn, Cd i Pb w syntetyzowanych materiałach były znacznie niższe niż w surowych i pirolizowanych przez próbki pyłu bypass, podczas gdy stężenia Na, Mg, Si lub P były wyższe. Skład i struktura materiałów mineralno-węglowych zależą od początkowego stosunku wagowego pyłu do wytłoków. Wszystkie materiały wykazywały naturę mezoporowatą, o powierzchni właściwej, która była ponad sto razy większa od powierzchni poszczególnych substratów. Jednak najwyższą wartość wykazuje materiał o stosunku pyłu bypass do wytłoków jabłkowych 1:9. Zaobserwowano, że po 24 godzinach około 90% kaptanu zostało usunięte z roztworu wodnego i zaadsorbowane na materiałach mineralno-węglowych. Wydajność usuwania zależała od początkowego stosunku pyłu bypass do wytłoków jabłkowych, a najlepsze wyniki (97,3%) odnotowano dla materiału o początkowym stosunku 1 do 9. Wyniki naszych badań potwierdziły, że bezużyteczne odpady stanowią odpowiednie substraty do syntezy materiałów mineralno-węglowych, które mogą być wykorzystywane jako adsorbenty zanieczyszczeń organicznych oraz stanowić potencjalne źródło cennych składników odżywczych.