Carbon Materials Prepared via Green Hydrothermal Carbonization of Water Hyacinth (Eichhomia crassipes)
Master of Science(Chemistry), 2019
Saved in:
| Main Author: | |
|---|---|
| Format: | Theses and Dissertations |
| Language: | English |
| Published: |
Prince of Songkla University
2024
|
| Subjects: | |
| Online Access: | http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/19576 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Institution: | Prince of Songkhla University |
| Language: | English |
| id |
th-psu.2016-19576 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
th-psu.2016-195762024-07-25T08:03:20Z Carbon Materials Prepared via Green Hydrothermal Carbonization of Water Hyacinth (Eichhomia crassipes) วัสดุคาร์บอนที่เตรียมโดยผักตบชวาผ่านกระบวนการไฮโดรเทอร์มัลคาร์บอไนเซชั่น Amonrada Saning Amonrada Saning Faculty of Science (Chemistry) คณะวิทยาศาสตร์ ภาควิชาเคมี Water hyacinth Solubility Master of Science(Chemistry), 2019 Troublesome aquatic weed, water hyacinth (Eichhornia crassipes) was converted into solid and liquid fractions via green and energy-saving hydrothermal carbonization (HTC). The solid product, hydrochar, was employed as a precursor to prepare magnetic carbon materials by simple activation and magnetization using KOH and Fe3+ ions, respectively. The obtained magnetic adsorbent possessed good magnetic properties and presented outstanding capacities to adsorb methylene blue (524.20 mg g1), methyl orange (425.15 mg g1) and tetracycline (294.24 mg g1) with rapid adsorption kinetics even at high concentrations (up to 500 mg L ́1), attributed to high specific surface area and mesopore porosity. Besides the solid hydrochar, the water-soluble liquid product was used to fabricate carbon-based supercapacitors through facile KOH activation with considerably lower KOH amount in comparison to conventional activation. The supercapacitor electrode made from activated liquid product possessed an extremely high specific surface area of 2545 cm2 g1 and showed excellent specific capacitance (100 F g1 or 50 F cm3 at 1 A g1) and good retention of capacitance (92% even after 10,000 cycles). This work demonstrated that both solid and liquid HTC fractions from this bio-waste can serve as effective sources to prepare functional carbon materials, making this approach a sustainable zero-waste biomass conversion process. ผักตบชวา (Eichhornia crossipes) เป็นวัชพืชต่างถิ่นได้ถูกเปลี่ยนให้เป็นวัสดุคาร์บอนผ่านกระบวนการไฮโดรเทอร์มัลคาร์บอไนเซชั่นซึ่งเป็นกระบวนการที่ให้พลังงานต่ําและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม โดยกระบวนการดังกล่าวให้ผลิตภัณฑ์ออกมาทั้งในรูปของแข็งและของเหลว ผลิตภัณฑ์ในส่วนของแข็ง หรือไฮโดรซาร์ถูกเพิ่มคุณสมบัติแม่เหล็กโดยการเติม Fet และกระตุ้นทางเคมีเพื่อเพิ่มรูพรุนให้กับ วัสดุโดยใช้ KOH วัสดุคาร์บอนที่ได้มีคุณสมบัติแม่เหล็กที่ดีและถูกนําไปใช้เป็นตัวดูดซับในการกําจัดสี ย้อม (เมทิลีนบลูและเมทิลออเรนจ์) และเตตราไซคลิน โดยให้ค่าการดูดซับสูงถึง 524.20 (เมทิลีนบลู), 425.15 (เมทิลออเรนจ์) และ 294.24 mg * (เตตราไซคลิน) ซึ่งเป็นผลมาจากพื้นที่ผิวที่สูงและมีรู พรุนขนาดกลางซึ่งช่วยในการดูดซับสารโมเลกุลขนาดใหญ่ นอกจากนี้ผลิตภัณฑ์ในส่วนของเหลวซึ่ง สามารถละลายน้ําได้ดี ถูกนําไปกระตุ้นด้วย KOH ในอัตราส่วนที่ต่ําเพื่อเพิ่มพื้นที่ผิวให้กับวัสดุ โดย วัสดุที่เตรียมได้มีพื้นที่ผิวสูงถึง 2,545 cm ซึ่งเหมาะสมกับการนําไปใช้เป็นตัวเก็บประจุยิ่งยวด เมื่อศึกษาประสิทธิภาพของตัวเก็บประจุที่เตรียมได้พบว่ามีค่าการเก็บประจุจําเพาะอยู่ที่ 100 F ที่ 1 A g' และยังคงมีประสิทธิภาพการเก็บประจุสูงถึง 92% แม้ผ่านการใช้งานมาแล้วกว่า 10,000 ในงานวิจัยชิ้นนี้แสดงให้เห็นว่ากระบวนการไฮโดรเทอร์มัลคาร์บอไนเซชั่นเป็นกระบวนการที่มี ประสิทธิภาพในการเปลี่ยนชีวมวลให้เป็นวัสดุคาร์บอนที่มีคุณค่า สามารถใช้ประโยชน์ได้ทั้งผลิตภัณฑ์ ในส่วนของแข็งและของเหลว 2024-07-25T08:03:20Z 2024-07-25T08:03:20Z 2019 Thesis http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/19576 en Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Thailand http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/th/ application/pdf Prince of Songkla University |
| institution |
Prince of Songkhla University |
| building |
Khunying Long Athakravi Sunthorn Learning Resources Center |
| continent |
Asia |
| country |
Thailand Thailand |
| content_provider |
Khunying Long Athakravi Sunthorn Learning Resources Center |
| collection |
PSU Knowledge Bank |
| language |
English |
| topic |
Water hyacinth Solubility |
| spellingShingle |
Water hyacinth Solubility Amonrada Saning Carbon Materials Prepared via Green Hydrothermal Carbonization of Water Hyacinth (Eichhomia crassipes) |
| description |
Master of Science(Chemistry), 2019 |
| author2 |
Amonrada Saning |
| author_facet |
Amonrada Saning Amonrada Saning |
| format |
Theses and Dissertations |
| author |
Amonrada Saning |
| author_sort |
Amonrada Saning |
| title |
Carbon Materials Prepared via Green Hydrothermal Carbonization of Water Hyacinth (Eichhomia crassipes) |
| title_short |
Carbon Materials Prepared via Green Hydrothermal Carbonization of Water Hyacinth (Eichhomia crassipes) |
| title_full |
Carbon Materials Prepared via Green Hydrothermal Carbonization of Water Hyacinth (Eichhomia crassipes) |
| title_fullStr |
Carbon Materials Prepared via Green Hydrothermal Carbonization of Water Hyacinth (Eichhomia crassipes) |
| title_full_unstemmed |
Carbon Materials Prepared via Green Hydrothermal Carbonization of Water Hyacinth (Eichhomia crassipes) |
| title_sort |
carbon materials prepared via green hydrothermal carbonization of water hyacinth (eichhomia crassipes) |
| publisher |
Prince of Songkla University |
| publishDate |
2024 |
| url |
http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/19576 |
| _version_ |
1806509646318403584 |