《Journal of the Indian Chemical Society》：Adsorptive Removal of Crystal Violet Using Modified Pinus Nigra Cone Biochar: Kinetic, Isotherm, Thermodynamic Studies and Chemometric Analysis
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水晶 violet（CV）废水吸附研究：以黑松果皮生物炭（PNb）及其铁改性体（mPNb）为吸附剂，系统考察pH、温度、初始浓度、接触时间和投加量等参数，发现吸附过程符合伪二阶动力学模型，Langmuir等温模型拟合最佳。PNb和mPNb的最大吸附容量分别为19.831和21.071 mg/g，经三次再生后性能稳定。FT-IR、SEM-EDS、XRD等分析表明材料表面含羰基、芳香环及氧羰基等官能团，铁改性显著增强吸附性能。主成分分析（PCA）显示投加量对去除率贡献最大。
乌古尔·奥兹坎（U?ur ?ZKAN）|奥坎·巴亚拉姆（Okan BAYRAM）|阿里姆·贝尔卡伊·沙欣（Alim Berkay ?AH?N）|费蒂耶·戈德（Fethiye G?DE）
伊斯帕尔塔应用科学大学（Isparta University of Applied Sciences）林业学院森林产品工程系，土耳其伊斯帕尔塔，邮编32200
摘要：
本研究使用源自土耳其安塔利亚省阿克塞基（Akseki）地区的黑松（Pinus nigra）球果制成的生物炭（PNb）和铁改性的生物炭（mPNb）来去除水溶液中的结晶紫（Crystal Violet，CV）。系统地探讨了pH值、温度、初始染料浓度、接触时间和吸附剂用量等关键吸附参数的影响。为了全面表征这些材料的结构、形态和热性能，进行了FT-IR、SEM-EDS、XRD、BET、TGA、粒径和Zeta电位分析。动力学结果表明，两种吸附剂的吸附过程均符合伪二级（PSO）动力学模型。热力学分析显示吸附过程为吸热反应，并且对两种材料而言都是自发的。平衡数据表明，PNb和mPNb的吸附行为更符合朗缪尔等温线模型。其最大吸附容量（qmax）分别为19.831 mg/g和21.071 mg/g。通过连续三次的吸附-解吸循环进行了可重复性研究。此外，还通过主成分分析（PCA）来评估吸附参数之间的关系，并确定对去除率（%S）影响最大的因素。结果表明，吸附剂的用量对PNb和mPNb的吸附容量有显著的正向影响。
部分内容摘录
引言
水污染被公认为是21世纪最严重的环境挑战之一，由于工业化加速、人口增长、农业扩张和城市化，水生生态系统持续受到威胁[1]。废水排放到水系及更广泛的环境中，导致地表水和地下水中含有重金属、合成染料、药品和个人护理产品以及农药等污染物[2][3]。
所用化学品与仪器
本研究使用自然分布于土耳其地中海地区的黑松（Pinus nigra球果作为前体材料。收集到的球果被转化为生物炭，并制备成两种形式：原始生物炭和改性生物炭。实验中使用的模型染料结晶紫（CV）由Sigma-Aldrich公司提供。水溶液中残留染料的浓度通过592纳米波长下的分光光度法测定。
FT-IR分析结果
图2展示了PNb和mPNb吸附剂的FT-IR光谱。观察到的谱带特征表明这些材料含有典型的木质纤维素结构中的官能团[39][40]。对于PNb来说，1860.97 cm-1处的谱带对应于羰基（C=O）官能团[41]；1449.24 cm-1处的峰对应于芳香族C-C键的伸缩振动[42]，而1032.69 cm-1处的峰与C-O-C键的伸缩振动相关[43]。结论
水污染对环境的毒性影响日益严重，对生物体构成威胁。将染料（被视为潜在污染物）排放到水系中，使得废水处理过程变得越来越关键。因此，开发和应用可持续、经济高效且对环境友好的污染物去除材料受到了广泛关注。本研究利用黑松球果制成的生物炭（PNb）进行了相关研究。
CRediT作者贡献声明
费蒂耶·戈德（Fethiye G?de）：撰写、审稿与编辑、数据可视化、项目管理、实验设计、数据整理、概念构建。奥坎·巴亚拉姆（Okan Bayram）：撰写、审稿与编辑、初稿撰写、项目监督、资源协调、方法论设计、数据分析。阿里姆·贝尔卡伊·沙欣（Alim Berkay ?ahin）：数据可视化、资源调配、方法论设计、实验实施、数据分析。乌古尔·奥兹坎（U?ur ?zkan）：撰写、审稿与编辑、初稿撰写、数据可视化、软件应用、方法论设计。利益冲突声明
? 作者声明他们没有已知的财务利益冲突或可能影响本文研究结果的个人关系。
