DEVELOPMENT OF BIOCHARCOALS FROM DURIAN PEELS FOR PHOSPHORUS FERTILIZER ADSORPTION
Article Sidebar
Main Article Content
Abstract
Biochar from durian peels in this study for phosphorus fertilizer adsorption was obtained through a pyrolysis process at temperatures of 400-600 oC. The prepared biochar was analyzed for the crystalline structure using X-ray diffraction (XRD), the morphology by scanning electron microscopy (SEM), the elemental composition via energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS), and the surface area using the Brunauer-Emmett-Teller (BET) technique. The biochar conducted phosphorus adsorption examination at intervals of 0.5, 1, 5, 10, and 20 hours. Subsequently, the investigation of the crystal structure of biochar derived from durian peel by XRD indicates the existence of amorphous carbon and graphite phases. Furthermore, potassium aluminum silicate is found as well. The SEM results show that the biochar exhibited pore diameters between 10 and 20 micrometers (μm), as well as smaller pores (5-10 μm) situated inside larger ones. The elemental composition study by using EDS shows that carbon contains 51.96%, followed by oxygen at 28.07%, potassium at 12.58%, magnesium at 1.74%, and phosphorus at 1.64%. The analysis of surface area with BET method through gas adsorption reveals that the specific surface area of biochar derived from durian peel is 113 m2/g. Moreover, the optimal time for phosphorus adsorption of biochar from durian peels is 20 hours, with a phosphorus adsorption value of 7.60%.
Article Details
References
กรมพัฒนาที่ดิน. (2562). แผนการใช้ที่ดินของประเทศไทย Land Use Plan of Thailand. กรมพัฒนาที่ดิน กระทรวงเกษตรและสหกรณ์, กรุงเทพฯ.
กิตติชัย โสพันนา และ ธนากร อุทัยดา. (2552). การปรับปรุงสมบัติของตัวดูดซับโลหะหนักด้วยวัสดุในท้องถิ่น. วารสารมหาวิทยาลัยราชภัฏสกลนคร, 1(1), 181-196.
นิพนธ์ ตังคณานุรักษ์ และ คณิตา ตังคณานุรักษ์. (2550). หลักการการตรวจวิเคราะห์คุณภาพน้ำทางเคมี. กรุงเทพฯ: สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์.
บุญรักษ์ กาญจนวรวณิชย์. (2560). สาระน่ารู้ : เถ้าแกลบ ของเหลือสารพัดประโยชน์. สืบค้นเมื่อ 5 มีนาคม 2568, จาก https://www.mtec.or.th/academic-services/mtec-knowledge/865.
ประไพพิศ ศรีมาวงศ์, นภัสสร โน้ตสิริ, ปราณี จอมอุ่น, จรัญวรพรรณ และ รัตนชาติ ช่วยบุดดา. (2564). ผลการปรับปรุงดินด้วยถ่านชีวภาพต่อปริมาณความชื้นและการแทรกซึมน้ำในดินปลูกมันสำปะหลัง. (รายงานผลการวิจัย). สำนักวิทยาศาสตร์เพื่อการพัฒนาที่ดิน, กรมพัฒนาที่ดิน, กระทรวงเกษตรและสหกรณ์.
พินิจภณ ปิตุยะ และ อนัญญา โพธิ์ประดิษฐ์. (2560). การพัฒนาและฟื้นฟูดินทรายในเขตเงาฝนด้วยถ่านชีวภาพ. วารสารวิจัยและพัฒนาวไลยอลงกรณ์ ในพระบรมราชูปถัมภ์, 12(3), 27-38.
ภควดี สุขอนันต์. (2551). การศึกษาพื้นที่ผิวของถ่านและถ่านกัมมันต์ที่เตรียมจากวัสดุเหลือใช้จากการเกษตร. วารสารวิทยาศาสตร์ประยุกต์, 7(2), 30-36.
รัตถชล อ่างมณี, กัญจน์นรี ช่วงฉ่ำ, และ อรรณพ หอมจันทร์. (2560). สมบัติของไบโอชาร์ที่ผลิตจากเศษข้าวโพด และศักยภาพในการใช้เป็นวัสดุปรับปรุงดิน. วารสารวิจัยและพัฒนา วไลยอลงกรณ์ ในพระบรมราชูปถัมภ์,12(1), 53-63.
สุภาวดี หนูสิน. (2564). ผลกระทบจากการใช้ปุ๋ยเคมีทางการเกษตร. วารสารบริหารการพัฒนานวัตกรรมเชิงบูรณาการ, 1(2), 34-43.
องค์ความรู้ถ่านชีวภาพ. (2557). ถ่านชีวภาพ. เพชรบุรี: ศูนย์ศึกษาการพัฒนาห้วยทรายอันเนื่องมาจากพระราชดำริ.
อัญชลี นิลสุวรรณ และ ลดา มัทธุรศ. (2562) ผลของวัสดุปลูกชนิดแกลบที่ปรับปรุงการดูดซับไนเตรตด้วย สารลดแรงตึงผิวต่อการเจริญเติบโตของมะเขือเทศ. น. 1-9. ใน: การประชุมวิชาการระดับชาติวลัยลักษณ์วิจัย ครั้งที่ 11, 27-28 มีนาคม 2562. มหาวิทยาลัยวลัยลักษณ์, นครศรีธรรมราช.
อโณทัย โกวิทย์วิวัฒน์, พันธวัศ สัมพันธ์พานิช และ พินิจภณ ปิตุยะ. (2562). ไม้กระถินเหลือใช้...มวลชีวภาพสำหรับการฟื้นฟูดินปนเปื้อน. วารสารสิ่งแวดล้อม, 23(4), 1-9.
Ahmedna, M., Marshall, W. E., & Rao, R. M. (2000). Production of granular activated carbon from select agricultural by product and evaluation of their physical, chemical and adsorption properties. Bioresource Technology, 71, 113-123.
Borchard, N., Wolf, A., Laabs, V., Aeckersberg, R., Scherer, H. W., Moeller, A., & Amelung, W. (2012). Physical activation of biochar and its meaning for soil fertility and nutrient leaching - a greenhouse experiment. Soil Use and Management, 28(2), 177-184.
Christina, C. S., Zaher, H., & Ania, C. U. (2012). Preparation and characterization of activated carbon from oil sands coke. Fuel, 92, 69-76.
Dhar, S. A., Sakib, T. U. & Hilary, L. N. (2022). Effects of pyrolysis temperature on production and physicochemical characterization of biochar derived from coconut fiber biomass through slow pyrolysis process. Biomass Conversion and Biorefinery, 12, 2631-2647.
Eykelbosh, A. J., Johnson, M. S., de Queiroz, E. S., Dalmagro, H. J., & Couto, E. G. (2014). biochar from sugarcane filtercake reduces soil CO2 emissions relative to raw residue and improves water retention and nutrient availability in a highly-weathered tropical soil. PLoS ONE, 9(6). Doi.org/10.1371/journal.pone.0098523.
Kumar, A., & Mohan Jena, H. (2015). High surface area microporous activated carbons prepared from Fox nut (euryale ferox) shell by zinc chloride activation. Applied Surface Science, 356, 753-761.
Li, D., Tang, R., Tian, Y., Qiao, Y., & Li, J. (2014). Preparation of highly porousbinderless active carbon monoliths from waste aspen sawdust. BioResources, 9(1), 1246-1254.
Li, Z. Q., Lu, C. J., Xia, Z. P., Zhou, Y., & Luo, Z. (2007). X-ray diffraction patterns of graphite and turbostratic carbon. Carbon, 45, 1686-1695.
Liang, B., Lehmann, J., Solomon, D., Kinyangi, J., Grossman, J., O'Neill, B., & Neves, E. G. (2006). Black Carbon Increases Cation Exchange Capacity in Soils. Soil Science Society of America Journal, 70(5), 1719-1730.
Liou, T. H. (2010). Development of meso-porous structure and high adsorption capacity ofbiomass-based activatedcarbon by phosphoric acid and zinc chloride activation. Chemical Engineering Journal, 158, 129-142.
Ioannidou, O., & Zabaniotou, A. (2007). Agri-cultural residues as precursors for ac-tivated carbon production: A review. Re-newable and Sustainable Energy Re-views, 1, 1966–2005.
Ma, X., & Ouyang, F. (2013). Adsorption properties of biomass-based activatedcarbon prepared with spent coffeegrounds and pomelo skin by phosphoric acid activation. Appl. Surf. Sci, 268, 566-570.
Morales, M. M., Comerford, N., Guerrini, I. A., Falcao, N. P. S., & Reeves, J. B. (2013). Sorption and desorption of phosphate on biochar and biochar-soil mixtures. Soil Use and Management, 29(3), 306-314.
Sohi, S. (2009). Biochar. climate change and soil: A review to guide future research. CSIRO Land and Water Science Report.
Sayğili, H., Güzel, F., & Önal, Y. (2015). Con-version of grape industrial processing waste to activated carbon sorbent and its performance in cationic and anionic dyes adsorption, Journal of Cleaner Production, 93, 84–93.
Sriburi, T. & Wijitkosum, S. (2016). Biochar amendment experiments in Thailand: practical examples. In V.J. Bruckman, E.A. Varol, B.B. Uzun, J. Liu (eds.). Biochar a regional supply chain approach in view of climate change mitigation, 368-389.
Ulyett, J., Sakrabani, R., Kibblewhite, M., & Hann, M. (2014). Impact of biochar addition on water retention, nitrification and carbon dioxide evolution from two sandy loam soils. European Journal of Soil Science, 65(1), 96-104.
Wijitkosum, S., & Sriburi, T. (2018). Increasing the Amount of Biomass in Field Crops for Carbon Sequestration and Plant Biomass Enhancement Using Biochar. In Biochar - An Imperative Amendment for Soil and the Environment. 1-20. doi: 10.5772/intechopen.82090.
Yao, Y., Gao, B., Chen, H., Jiang, L., Inyang, M., Zimmerman, A. R., & Li, H. (2012). Adsorption of sulfamethoxazole on biochar and its impact on reclaimed water irrigation. Journal of Hazardous Materials, 209–210, 408-413.
Yu, H., Zou, W., Chen, J., Chen, H., Yu, Z., Huang, J., Tang, H., Wei, X., & Gao, B. (2019). Biochar amendment improves crop production in problem soils: a review. Journal of Environmental Management, 232, 8-21.
Zhang, H., Tang, Y., Cai, D., Liu, X., Wang, X., Huang, Q., & Yu, Z. (2010). Hexava-lent chromium removal from aqueous solution by algal bloom residue derived activated carbon: Equilibrium and kinetic studies. Journal of Hazardous Materials 181, 801–808.
Zhao, X.-r., Li, D., Kong, J., & Lin, Q.-m. (2014). Does Biochar Addition Influence the Change Points of Soil Phosphorus Leaching?. Journal of Integrative Agriculture, 13(3), 499-506.
