Garnelenabfälle wurden zur Herstellung von Biochar zur Entfernung von Perfluoroctansäure (PFOA) genutzt, einer hochpersistenten per- und polyfluorierten Alkylverbindung (PFAS), die durch starke C–F-Bindungen und Resistenz gegenüber konventionellen Behandlungen gekennzeichnet ist. Die Persistenz von PFAS erfordert Sorbentien, die schnelle Kinetik, hohe Kapazität und Stabilität unter realen Umweltbedingungen vereinen – Eigenschaften, die bei biobasierten Materialien oft aufgrund unzureichender texturaler Parameter und mangelhafter Oberflächenchemie limitiert sind. Um diese Lücke zu schließen, wurde ein modifizierter Biochar (M-BC) aus Garnelenabfällen entwickelt, ein protoniertes Sorbens mit speziell optimierten texturalen Eigenschaften und Oberflächenchemie. Batch-Experimente in synthetischem und realem Abwasser zeigten ein schnelles Gleichgewicht innerhalb von 5 Minuten und nahezu vollständige PFOA-Entfernung bei Konzentrationen von 1 und 10 mg/L (Dosierung 0,5 g/L). Die Kinetik folgte dem Pseudo-Erstordnungsmodell, was auf einen schnellen Oberflächenprozess hinweist. Adsorptionsisothermen passten zu den Sips- und Freundlich-Modellen, während die Langmuir-Analyse eine maximale Adsorptionskapazität von 192,18 mg/g ergab. Der Entfernungsmechanismus umfasste eine synergetische Kombination aus elektrostatischer Anziehung (bei pH < pH PZC), hydrophoben Wechselwirkungen, Wasserstoffbrückenbindungen und Porenfüllung sowie einem möglichen Anionenaustauschmechanismus. Minimale Interferenzen durch koexistierende Ionen und natürliche organische Stoffe bestätigten die robuste Leistung unter konkurrierenden Bedingungen. Das M-BC erreichte 99,7 % PFOA-Entfernung im realen Abwasser und zeigte über 89 % Effizienz nach fünf aufeinanderfolgenden Adsorptions-/Desorptionszyklen. Die vorläufigen Produktionskosten für M-BC wurden im Labormaßstab auf 3,61 USD/kg geschätzt, was sein Potenzial als kosteneffiziente Lösung für die PFAS-Remediation unterstreicht. • Modifizierter Biochar (M-BC) aus Garnelenabfällen, hergestellt durch Pyrolyse und Säuremodifikation. • M-BC erzielt eine 12-fache Oberflächenflächenvergrößerung und protonierte Stellen für PFOA-Aufnahme. • M-BC entfernte PFOA innerhalb von 5 Minuten schnell und erreichte eine maximale Kapazität von 192,18 mg/g. • Adsorption wird durch elektrostatische Anziehung, hydrophobe Effekte und Porenbildung angetrieben. • 99,7 % PFOA-Entfernung im realen Abwasser bei stabiler Wiederverwendbarkeit erreicht.
Aljomard et al. (Sun,) untersuchten diese Fragestellung.