Activation of Biochar from Cattail and the VOCs Adsorption Application

doi:10.7503/cjcu20210824

Abstract

Abstract:

Biochar was achieved by using cattail as raw material and activated with different agents. The specific surface area and pore volume of biochar before activation was very small， 1.71 m²/g and 0.00421 cm³/g， respectively， and they were greatly increased after activation. The biochar activated by Na₂CO₃ has the best surface area and pore volume. At the same time， the effects of different mass ratios of Na₂CO₃ and Biochar on the activation of Biochar were studied， and the optimal mass ratio of activation was determined. When mass ratio of Na₂CO₃/Biochar is 3∶1， the synthesized dample（Biochar-Na₂CO₃-3） has the biggest specific surface area and pore volume（624 m²/g and 0.211 cm³/g）， which has excellent adsorption performance of volatile organic compounds（VOCs）. The static n-hexane， toluene and No.92 gasoline adsorption capacities of Biochar-Na₂CO₃-3 are 1.03， 0.814 and 0.751 g/g， respectively. The dynamic n-hexane and toluene adsorption capacities of Biochar-Na₂CO₃-3 are 1.00 and 0.796 g/g， respectively. The adsorption performance is stable， which is better than the commercial activated carbon（AC） and silica gel（SG）.

Key words: Biochar, Activation, Volatile organic compoundes（VOCs）, Adsorption-desorption, Stability

CLC Number:

O613

TrendMD:

WANG Hongning, HUANG Li, QING Jiang, MA Tengzhou, JIANG Wei, HUANG Weiqiu, CHEN Ruoyu. Activation of Biochar from Cattail and the VOCs Adsorption Application[J]. Chem. J. Chinese Universities, 2022, 43(4): 20210824.

Figures/Tables 10

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Sample	S_BET/（m²·g^-1）	S_m/（m²·g^-1）	V_t/（cm³·g^-1）	V_m/（cm³·g^-1）	Pore size/nm
Biochar	1.71	0.0419	0.00421	0	―
Biochar?KOH?1	230	136	0.0903	0.0705	3.91
Biochar?NaOH?1	319	142	0.117	0.0765	3.91
Biochar?K₂CO₃?1	325	133	0.129	0.0690	3.88
Biochar?NaNH₂?1	335	179	0.120	0.0966	3.91
Biochar?Na₂CO₃?1	512	284	0.159	0.147	3.87
Biochar?Na₂CO₃?2	591	360	0.187	0.154	3.94
Biochar?Na₂CO₃?3	624	393	0.211	0.165	3.87
Biochar?Na₂CO₃?4	387	174	0.128	0.0901	3.87

Sample	S_BET/（m²·g^-1）	S_m/（m²·g^-1）	V_t/（cm³·g^-1）	V_m/（cm³·g^-1）	Pore size/nm
Biochar	1.71	0.0419	0.00421	0	―
Biochar?KOH?1	230	136	0.0903	0.0705	3.91
Biochar?NaOH?1	319	142	0.117	0.0765	3.91
Biochar?K₂CO₃?1	325	133	0.129	0.0690	3.88
Biochar?NaNH₂?1	335	179	0.120	0.0966	3.91
Biochar?Na₂CO₃?1	512	284	0.159	0.147	3.87
Biochar?Na₂CO₃?2	591	360	0.187	0.154	3.94
Biochar?Na₂CO₃?3	624	393	0.211	0.165	3.87
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