Schnelle und effiziente Adsorption von Methylenblau-Farbstoff aus wässriger Lösung durch hierarchisch poröse, aktivierte Starbons®: Mechanismus und Porositätsabhängigkeit

Hierarchisch poröse, aktivierte Starbons®, die aus Stärke gewonnen werden, erweisen sich als hervorragende Adsorbentien für Methylenblau, selbst in Anwesenheit anderer Farbstoffe und anorganischer Salze, was ihr Potenzial für den Einsatz in der Wasseraufbereitung hervorhebt. Das optimale Material (S950C90) hat eine Methylenblau-Adsorptionskapazität (891 mg g-1), die fast neunmal höher ist als die von unaktiviertem S800 und viermal höher als die von kommerziellem Aktivkohle bei 298 K. Die Adsorption von Methylenblau auf optimalen Materialien (S950C90 und S800K4) erreicht innerhalb von 5 Minuten das Gleichgewicht. Die Adsorptionsdaten für alle Adsorbentien zeigen eine gute Übereinstimmung mit der Freundlich-Isotherme, die es ermöglicht, die Gibbs freien Energien der Adsorption zu berechnen. Die Adsorptionskapazitäten steigen, wenn der pH-Wert der Methylenblau-Lösung ansteigt, was es ermöglicht, den Farbstoff durch Behandlung mit säurehaltigem Ethanol zu desorbieren und die Starbon®-Materialien wiederzuverwenden. Porosimetrie und SEM-EDX-Bildgebung zeigen, dass Methylenblau über die gesamte Oberfläche adsorbiert und alle Mikroporen des Starbon®-Adsorbent ien vollständig füllt. Die Methylenblau-Adsorptionskapazitäten zeigen hervorragende Korrelationen sowohl mit den BET-Oberflächenbereichen als auch mit den Mikroporenvolumina der Materialien.