Abstract MgAl-layered hydroxide intercalated date-palm biochar composites (B-MgAl-LDH) functionalized with improved textural properties and surface functionalities were fabricated by a facile co-precipitation technique and fully characterized by various techniques. The B-MgAl-LDH were employed for enhanced aqueous uptake of methylene blue (MB) (Langmuir qmax = 302.75 mg/g at 100 mg/L in 180 min), compared with the virgin biochar (qmax = 206.61 mg/g in 480 min). Higher MB removal is attributed to the excellent hybridization of the two adsorbents which resulted in substantial improvement in surface area, micropore volume, and abundant surface functional groups, facilitating fast and better adsorptive removal of MB from water. The B-MgAl-LDH showed good adsorptive performances of MB at varied pH values (4–10). The kinetic data were best described by the pseudo-2nd-order while the adsorption isotherms fitted best to the Langmuir model. The thermodynamic parameters indicated the exothermic nature of MB adsorption and reduction in the degree of randomness at the B-MgAl-LDH /MB interface. The adsorption mechanism of MB onto biochar-MgAl composite is mainly governed by the surface adsorption and internal pore diffusion along with chemical and ion-exchange interaction as confirmed by BET, SEM, and FTIR characterization after the MB adsorption. Therefore, the modification of date palm biochar with MgAl via co-precipitation method is an effective approach to produce B-MgAl-LDH composite for the excellent removal of toxic dyes from wastewater streams.

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用于增强阳离子染料吸收的功能化 MgAl 层状氢氧化物插层椰枣生物炭：动力学、等温线和热力学研究

摘要 MgAl 层状氢氧化物插层椰枣棕榈生物炭复合材料 (B-MgAl-LDH) 具有改善的结构特性和表面功能，是通过简便的共沉淀技术制备的，并通过各种技术进行了充分表征。B-MgAl-LDH 用于增强亚甲蓝 (MB) 的水吸收（Langmuir qmax = 302.75 mg/g，180 分钟内 100 mg/L），与原始生物炭相比（qmax = 206.61 mg/g，480分钟）。较高的 MB 去除率归因于两种吸附剂的出色杂交，这导致表面积、微孔体积和丰富的表面官能团的显着改善，促进了从水中快速和更好地吸附去除 MB。B-MgAl-LDH 在不同的 pH 值（4-10）下显示出良好的 MB 吸附性能。动力学数据最好用伪二阶描述，而吸附等温线最适合朗缪尔模型。热力学参数表明 MB 吸附的放热性质和 B-MgAl-LDH /MB 界面处随机度的降低。MB在生物炭-MgAl复合材料上的吸附机制主要受表面吸附和内部孔扩散以及MB吸附后的BET、SEM和FTIR表征所证实的化学和离子交换相互作用的控制。因此，通过共沉淀法用 MgAl 对枣椰树生物炭进行改性是生产 B-MgAl-LDH 复合材料的有效方法，可有效去除废水中的有毒染料。热力学参数表明 MB 吸附的放热性质和 B-MgAl-LDH /MB 界面处随机度的降低。MB在生物炭-MgAl复合材料上的吸附机制主要受表面吸附和内部孔扩散以及MB吸附后的BET、SEM和FTIR表征所证实的化学和离子交换相互作用的控制。因此，通过共沉淀法用 MgAl 对枣椰树生物炭进行改性是生产 B-MgAl-LDH 复合材料的有效方法，可有效去除废水中的有毒染料。热力学参数表明 MB 吸附的放热性质和 B-MgAl-LDH /MB 界面处随机度的降低。MB在生物炭-MgAl复合材料上的吸附机制主要受表面吸附和内部孔扩散以及MB吸附后的BET、SEM和FTIR表征所证实的化学和离子交换相互作用的控制。因此，通过共沉淀法用 MgAl 对枣椰树生物炭进行改性是生产 B-MgAl-LDH 复合材料的有效方法，可有效去除废水中的有毒染料。MB在生物炭-MgAl复合材料上的吸附机制主要受表面吸附和内部孔扩散以及MB吸附后的BET、SEM和FTIR表征所证实的化学和离子交换相互作用的控制。因此，通过共沉淀法用 MgAl 对枣椰树生物炭进行改性是生产 B-MgAl-LDH 复合材料的有效方法，可有效去除废水中的有毒染料。MB在生物炭-MgAl复合材料上的吸附机制主要受表面吸附和内部孔扩散以及MB吸附后的BET、SEM和FTIR表征所证实的化学和离子交换相互作用的控制。因此，通过共沉淀法用 MgAl 对枣椰树生物炭进行改性是生产 B-MgAl-LDH 复合材料的有效方法，可有效去除废水中的有毒染料。