リチウムイオンバッテリーから回収した炭素によるメチレンブルーの吸着と環境修復

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

🔬研究者:The study provides a simple, low-energy method for recovering carbon from battery anodes and demonstrates its potential as an adsorbent, offering a foundation for further optimization.

🏢実務担当者:Battery recyclers could explore this process as a way to add value to anode waste, producing a reusable adsorbent for wastewater treatment.

🏛政策担当者:Policymakers may consider supporting research on battery waste valorization to promote circular economy and reduce environmental impacts of battery disposal.

廃リチウムイオン電池アノードから回収したグラファイト状炭素を、メチレンブルー除去用の吸着材として調査し、最小限の処理に基づく廃棄物価値化アプローチを提供した。本材料は、化学活性化を行わずに酸洗浄により得られた。吸着実験は、異なるpH値において、初期色素濃度10–100 mg L⁻¹、吸着材投与量1 g L⁻¹、平衡時間120–150分という典型的な条件下で実施し、完全な平衡を確保するために24時間を採用した。吸着はpHに強く依存し、pH 10で最大性能を示し、Langmuir容量は7.25 mg g⁻¹（R² = 0.998）であった。熱力学的パラメータ（ΔH° = −6.64 ± 0.47 kJ mol⁻¹、ΔG° ≈ −13〜−15 kJ mol⁻¹、ΔS° = +23.4 ± 1.6 J mol⁻¹ K⁻¹）は、自発的かつエントロピー駆動型の物理吸着プロセスを確認した。速度論的分析では、より高いpHで吸着速度が増加し、一般化近平衡（GNE）モデルはPFO様の単指数緩和レジームを示した。増強された静電相互作用が主な駆動力であり、π–π相互作用が二次的なメカニズムとして寄与した。XRDおよびFTIR分析により、グラファイト状ドメインと表面官能基が確認された。本材料は、7回の再生サイクル後も90%以上の効率を維持した。これらの結果は、リサイクルされたアノード由来グラファイト状炭素が、色素除去用の有望な低コスト吸着材であり、環境用途へのバッテリー廃棄物の価値化を支持することを実証している。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

Graphitic carbon recovered from spent lithium-ion battery anodes was investigated as an adsorbent for methylene blue removal, providing a waste-valorization approach based on minimal processing. The material was obtained through acid washing without chemical activation. Adsorption experiments were conducted at different pH values under typical conditions of initial dye concentration of 10–100 mg L -1 , adsorbent dosage of 1 g L -1 , and equilibrium time of 120–150 min, with 24 h adopted to ensure complete equilibrium. Adsorption was strongly pH-dependent, with maximum performance at pH 10 and a Langmuir capacity of 7.25 mg g -1 (R² = 0.998). Thermodynamic parameters (ΔH° = −6.64 ± 0.47 kJ mol -1 , ΔG° ≈ −13 to − 15 kJ mol -1 , ΔS° = +23.4 ± 1.6 J mol -1 K -1 ) confirmed a spontaneous, entropy-driven physisorption process. Kinetic analysis showed increased adsorption rates at higher pH, with the generalized near-equilibrium (GNE) model indicating a PFO-like monoexponential relaxation regime. Enhanced electrostatic interactions were the main driving force, while π–π interactions contributed as a secondary mechanism. XRD and FTIR analyses confirmed graphitic domains and surface functional groups.The material maintained over 90% efficiency after seven regeneration cycles. These results demonstrate that recycled anode-derived graphitic carbon is a promising low-cost adsorbent for dye removal and supports the valorization of battery waste for environmental applications.

• openalex https://doi.org/10.1007/s44508-026-00013-yfirst seen 2026-06-27 04:57:55