Preparation of eco-friendly adsorbents for removal of boron from aqueous solutions

Boron poisoning of water is a common environmental problem, as even a few parts per million of boron in irrigation water can stifle plant growth. To preserve the environment, an effective method for removing boron from water and reducing the boron content below the permitted limit before it is discharged into the environment must be developed. Adsorption is shown to be superior to other approaches for removing contaminants from water and wastewater. The goal of this research is to employ modified biochar made from agricultural wastes (corn and tomatoes) as an adsorbent for removing boron from aqueous solutions. A 23 full factorial design was employed to assess the importance of the influences of three performance-related factors using analysis of variance (statistical software, MINITAB-Version 20). It was possible to get the model-function equation for boron adsorption on maize waste-based biochar. According to the findings, the temperature and mass of the adsorbent had an impact on boron removal by adsorption. On boron removal, the impacts of variables such pyrolysis circumstances, modification type, ionic strength, temperature, adsorbent dosage, pH, and beginning boron concentration were examined. For corn and tomatoes, the optimal conditions were pH 4 and 6, adsorbent dosage 1 and 2g of biochar per 25 mL solution, and temperature 25 0C, respectively. The isotherm of adsorption using corn waste biochar and kinetic investigations were also carried out. The highest adsorbent capacity (q) of corn and tomato biochar was calculated to be 0.1 and 0.3 mg/g, respectively. For corn waste biochar the thermodynamic parameters such as (ΔG), (ΔH), and (ΔS) were also calculated. (FTIR), (SEM), (XRD), (TGA), and (BET) were used to characterize the corn -based biochar . To assess the reusability of corn biochar, 1M NaOH solution was used as an eluent for desorbing boron.

Sulama suyundaki çok düşük bor seviyesi bile bitki büyümesini olumsuz yönde etkileyebileceği için sudaki yüksek bor derişimi önemli bir çevre sorunudur. Çevreyi korumak için, borun sudan uzaklaştırılması ve bor içeriğinin ortama boşaltılmadan önce izin verilen sınırın altına düşürülmesi için etkili bir yöntem geliştirilmelidir. Adsorpsiyon yönteminin, kirleticileri su ve atık sulardan uzaklaştırmak için diğer yöntemlere göre daha etkili olduğu bilinmektedir. Bu araştırmanın amacı, tarımsal atıklardan (mısır ve domates) yapılan modifiye edilmiş biyokömürü, boru sulu çözeltilerden gidermek için test etmektir. Varyans analizi kullanılarak performansla ilgili üç faktörün etkilerinin önemini değerlendirmek için 23 tam faktörlü tasarım kullanılmıştır (istatistiksel yazılım, MINITAB-Version 20). Mısır atık bazlı biyosorbent için model fonksiyon denklemi elde edilmiştir. Bulgulara göre, sıcaklık ve biyosorbent miktarının bor giderim verimi üzerinde oldukça etkili olduğu görülmüştür. Bor gideriminde, piroliz koşulları, modifikasyon tipi, iyonik şiddet, sıcaklık, adsorbent miktarı, pH ve başlangıç bor konsantrasyonu gibi değişkenlerin etkileri incelenmiştir. Mısır ve domates bazlı biyosorbentler için en uygun koşullar sırasıyla pH 4 ve 6, adsorbent dozajı 1 ve 25 mL çözelti başına 2 g biyosorbent ve sıcaklık 25 0C olarak saptanmıştır. Mısır ve domates bazlı biyosorbent için en yüksek kapasite (q) sırasıyla 0.1 ve 0.3 mg/g olarak hesaplanmıştır. Mısır bazlı biyosorbentin desorpsiyonu için en yüksek verimi 1M NaOH çözeltisi sağlamıştır. Ayrıca, (ΔG), (ΔH) ve (ΔS) gibi termodinamik parametreler de hesaplanmıştır. (FTIR), (SEM), (XRD), (TGA) ve (BET) mısır bazlı biyosorbenti karakterize etmek için kullanılmıştır.