UGMUGM

IJCIJC

Karbon porus nitrogen-doping (NPC) telah menarik perhatian sebagai adsorben yang efisien untuk menghilangkan kontaminan organik yang muncul dari air. Dalam penelitian ini, NPC baru berhasil disiapkan melalui strategi pirolisasi dua langkah menggunakan glukosa sebagai prekursor karbon dan urea sebagai sumber nitrogen. Urea memainkan peran ganda selama proses sintesis, bertindak sebagai agen doping nitrogen dan agen pembentukan pori-pori, sehingga mempromosikan pembentukan struktur pori-pori yang baik dan situs aktif nitrogen yang melimpah. NPC1-2 yang diperoleh menunjukkan luas permukaan spesifik yang tinggi sebesar 2136,34 m2/g dan kandungan nitrogen sebesar 4,42%. Akibatnya, NPC1-2 menunjukkan kinerja adsorpsi yang luar biasa terhadap doksisiklin hidroklida (DCH), mencapai kapasitas adsorpsi ultra tinggi sebesar 854,70 mg/g pada 298 K. Analisis kinetika dan isoterm adsorpsi menunjukkan bahwa proses adsorpsi mengikuti model kinetika pseudo-kedua dan model isoterm Langmuir. Investigasi mekanistik mengungkapkan bahwa kapasitas adsorpsi tinggi berasal dari efek sinergis dari pengisian pori, ikatan hidrogen, interaksi donor-akseptor elektron π-π, dan interaksi elektrostatik. Selain itu, NPC1-2 menunjukkan kinerja regenerasi yang luar biasa, yang menunjukkan potensi yang menjanjikan untuk aplikasi pengolahan air limbah.

Dalam penelitian ini, kami melaporkan strategi pirolisasi dua langkah yang sederhana untuk mensintesis nitrogen-doped PC (NPC) menggunakan glukosa sebagai prekursor karbon dan urea sebagai sumber nitrogen.Pentingnya, urea memainkan peran ganda selama proses sintesis.Urea berfungsi sebagai agen doping nitrogen yang memperkenalkan konfigurasi nitrogen yang beragam ke dalam kerangka karbon dan dekomposisi termalnya menghasilkan spesies gas yang bertindak sebagai agen pembentukan dan pelebaran pori-pori in situ, sehingga mempromosikan pembentukan struktur pori-pori mikro yang hierarkis.Proses doping-pengikisan yang disinkronkan ini memungkinkan pengembangan terkoordinasi struktur pori dan fungsionalitas nitrogen.Eksperimen adsorpsi sistematis, termasuk analisis kinetika dan isoterm, dilakukan untuk mengevaluasi perilaku adsorpsi dan mekanisme di bawahnya.Hasilnya menunjukkan bahwa kapasitas adsorpsi DCH yang unggul berasal dari efek sinergis dari modulasi karakteristik struktural dan elektronik, memberikan wawasan baru ke dalam desain rasional adsorben karbon berbasis kinerja tinggi untuk penghapusan antibiotik dari air.

Berdasarkan hasil penelitian ini, ada beberapa saran penelitian lanjutan yang dapat dipertimbangkan. Pertama, perlu dilakukan studi lebih lanjut untuk mengeksplorasi potensi NPC1-2 dalam aplikasi pengolahan air limbah yang kompleks. Penelitian ini dapat mencakup evaluasi kinerja NPC1-2 dalam menghilangkan berbagai jenis antibiotik dan kontaminan organik lainnya dari air limbah. Kedua, studi mekanistik yang lebih mendalam dapat dilakukan untuk memahami interaksi spesifik antara NPC1-2 dan molekul DCH, termasuk analisis spektroskopi dan simulasi komputasi. Ketiga, penelitian dapat dilakukan untuk mengoptimalkan kondisi sintesis NPC1-2, seperti rasio massa prekursor karbon dan urea, suhu dan waktu karbonisasi, untuk meningkatkan kapasitas adsorpsi dan kinerja regenerasi. Dengan demikian, penelitian lanjutan ini dapat memberikan kontribusi lebih lanjut dalam pengembangan adsorben karbon berbasis kinerja tinggi untuk aplikasi pengolahan air limbah yang efektif.

  1. Two-Step Pyrolysis-Derived N-Doped Porous Carbon for Highly Efficient Adsorption of Doxycycline Hydrochloride... doi.org/10.22146/ijc.113610Two Step Pyrolysis Derived N Doped Porous Carbon for Highly Efficient Adsorption of Doxycycline Hydrochloride doi 10 22146 ijc 113610
Read online
File size1.42 MB
Pages18
DMCAReport

Related /

ads-block-test