香蕉茎纤维的热化学升级转化过程：制备生物炭和活性炭，用于快速高效地从水中去除亚甲蓝

《Scientific Reports》：Thermochemical upcycling of banana stem fibers into biochar and activated carbon for rapid, high-capacity removal of methylene blue from water

　　

摘要

合成染料的毒性和环境持久性给处理和处置受染料污染的废水带来了重大挑战。在这种情况下，由于农业残留物作为生物基吸附剂具有较低的成本和较高的吸附能力，因此其重要性日益增加。本研究探讨了利用香蕉纤维作为吸附剂去除阳离子染料的可行性。香蕉纤维作为农业废弃物大量存在，并且富含纤维素和羟基官能团。然而，原始纤维的表面积较小、可重复使用性较低以及吸附能力较弱，限制了其在吸附过程中的应用。因此，本研究探索了通过热化学方法对香蕉纤维进行升级处理以去除水溶液中常用染料亚甲蓝的潜力。所采用的上升级方法是将其转化为生物炭（BBF）和活性炭（ABF），从而提高其吸附能力。通过SEM、BET和FTIR分析对吸附剂表面进行了表征。热化学处理显著增加了吸附剂的表面积，BBF的表面积相比原始纤维增加了约183%，ABF增加了362%。等温吸附实验进一步表明，在最佳条件下，BBF的吸附能力提高了51.01%，ABF提高了98.63%，说明热化学改性后吸附性能得到了显著提升。此外，ABF的再生稳定性优于BBF和原始纤维。总体而言，这些发现表明热化学升级处理是一种可持续的策略，可以将废弃的香蕉茎纤维转化为有效的吸附剂，用于处理受染料污染的水。