バナナ茎繊維の熱化学的アップサイクルによるメチレンブルー高速・高容量除去用バイオ炭および活性炭の製造

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

🔬研究者:Provides insights into thermochemical modification of lignocellulosic waste for enhanced adsorption, applicable to similar biomass valorization studies.

🏢実務担当者:Offers a potential low-cost adsorbent for wastewater treatment, but scale-up and cost analysis are needed for industrial application.

合成染料の毒性と環境残留性は、染料汚染廃水の処理と処分に重大な課題をもたらす。この文脈において、バイオベースの吸着材としての農業残渣は、その低コストと高い吸着能により、ますます重要性を増している。本研究では、農業廃棄物として豊富に入手可能であり、セルロースと水酸基官能基に富むバナナ繊維を、カチオン性染料除去のための吸着材として利用する可能性を検討する。原料繊維の低い表面積、低い再利用可能性、および低い吸着能は、吸着プロセスにおけるその適用性を制限する。そこで、本研究は、熱化学的にアップサイクルされたバナナ繊維が、一般的に使用される染料であるメチレンブルーを水溶液から除去する可能性を探る。採用されたアップサイクリング手法は、原料バナナ繊維（RBF）をバイオ炭（BBF）および活性炭（ABF）に変換し、それによりその吸着能を向上させることであった。吸着材の表面特性評価は、SEM、BET、およびFTIR分析を用いて実施された。熱化学処理は吸着材の表面積を顕著に増加させ、RBFと比較してBBFでは約183%、ABFでは約362%の増加が認められた。さらに、等温線分析により、最適条件下では、吸着能がBBFで51.01%、ABFで98.63%増加し、熱化学的改質後の吸着性能の顕著な向上が示された。加えて、ABFはBBFおよびRBFと比較して優れた再生安定性を示した。全体として、これらの知見は、廃バナナ茎繊維を染料汚染水処理のための効果的な吸着材へと価値転換する持続可能な戦略としての熱化学的アップサイクリングの可能性を実証している。

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。

The toxicity and environmental persistence of synthetic dyes present significant challenges for the treatment and disposal of dye-contaminated wastewater. In this context, agricultural residues as bio-based adsorbents are gaining increasing significance due to their lower cost and high adsorption capacity. The feasibility of utilizing banana fibers, which are available in abundance as agriculture waste, and are rich in cellulose and hydroxyl functional groups is investigated as an adsorbent for cationic dye removal in the present study. Low surface area, less reusability potential and low adsorption capacity of raw fibers limits its applicability in adsorption process. Therefore, this study explores the potential of thermochemically upcycled banana fibers in removing methylene blue, a commonly used dye, from aqueous solutions. The technique adopted for upcycling was converting raw banana fiber (RBF) into biochar (BBF) and activated carbon (ABF), thereby enhancing its adsorption capacity. Adsorbent surface characterization was performed using SEM, BET, and FTIR analyses. The thermochemical treatment markedly increased the surface area of the adsorbents, with increases of approximately 183% for BBF and 362% for ABF relative to RBF. Isotherm analyses further revealed that, under optimal conditions, the adsorption capacity increased by 51.01% for BBF and 98.63% for ABF, indicating a significant enhancement in adsorption performance after thermochemical modification. In addition, ABF exhibited superior regeneration stability compared with BBF and RBF. Overall, these findings demonstrate the potential of thermochemical upcycling as a sustainable strategy for valorizing waste banana stem fibers into effective adsorbents for treating dye-contaminated water.

• openalex https://doi.org/10.1038/s41598-026-56650-yfirst seen 2026-06-17 06:07:52 · last seen 2026-06-17 07:14:30