journal article·2020-10

Critical Review on Biochar‐Supported Catalysts for Pollutant Degradation and Sustainable Biorefinery

Manish Kumar, Xinni Xiong, Yuqing Sun, Iris K. M. Yu, Daniel C. W. Tsang, Deyi Hou, Juhi Gupta, Thallada Bhaskar, Ashok Pandey

Advanced Sustainable Systems· Volume 4· Issue 10
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Abstract

Abstract Biochar (BC) is a material synthesized from biomass by thermochemical conversion. Physicochemical and functional properties of BCs can be enhanced by several methods of activation or functionalization. The activated and functionalized BCs with a large surface area and abundant surface functional groups can serve as effective catalysts or catalyst supports for various chemical transformations as well as for adsorption/sorption/enrichment of low‐concentration pollutant streams. Among them, remediation of environmental contaminants and production of a range of bioproducts in biorefineries have attracted much attention in the context of achieving green and sustainable development. Although the applications of BC as adsorbents in removal of pollutants have been discussed extensively, there is a lot of untapped potential with new applications of BCs as catalysts or catalyst supports for advanced oxidation processes (AOPs) and sustainable biorefineries. In this review, the production and activation/functionalization of BCs are scrutinized. The mechanisms of activated and functionalized BC and BC‐supported catalysts in degradation of organic contaminants via AOPs assisted with hydrogen peroxide (H2O2), peroxydisulfate (PDS), and peroxymonosulfate (PMS) are reviewed. Emerging applications of BC as catalyst for production of biodiesel and high‐value chemicals, tar removal, bio‐syngas reforming, and energy storage and conversion devices are discussed in detail.
Source: crossref · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Catalysis and Hydrodesulfurization Studies · Catalytic Processes in Materials Science · Advanced oxidation water treatment

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Department of Civil and Environmental Engineering The Hong Kong Polytechnic University Hung Hom Kowloon Hong Kong China

School of Environment Tsinghua University Beijing 100084 China

School of Environmental Sciences Jawaharlal Nehru University New Delhi 110067 India

Biomass Conversion Area (BCA) Material Resource Efficiency Division (MRED) CSIR‐Indian Institute of Petroleum Dehradun 248005 India

CSIR‐Indian Institute of Toxicology Research Lucknow 226 001 India

Funding

Hong Kong Research Grants Council · Hong Kong International Airport Environment Fund

References (100+)

Show source-provided references
1. 10.1080/09506608.2018.147309610.1080/09506608.2018.1473096 ↗
2. 10.1016/j.biortech.2018.10.04210.1016/j.biortech.2018.10.042 ↗
3. 10.1016/j.jcou.2019.04.02410.1016/j.jcou.2019.04.024 ↗
4. 10.1016/j.jenvman.2019.01.01810.1016/j.jenvman.2019.01.018 ↗
5. 10.1016/j.chemosphere.2019.06.23710.1016/j.chemosphere.2019.06.237 ↗
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15. 10.1016/j.scitotenv.2017.08.18710.1016/j.scitotenv.2017.08.187 ↗
16. 10.1038/s41598-017-02519-010.1038/s41598-017-02519-0 ↗
17. 10.1038/s41598-017-03916-110.1038/s41598-017-03916-1 ↗
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24. 10.1038/srep4305110.1038/srep43051 ↗
25. 10.1021/acs.est.8b0173410.1021/acs.est.8b01734 ↗
26. 10.1016/j.envpol.2017.09.05210.1016/j.envpol.2017.09.052 ↗
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32. 10.1007/s10570-016-1118-410.1007/s10570-016-1118-4 ↗
33. 10.1016/j.biortech.2017.04.02610.1016/j.biortech.2017.04.026 ↗
34. 10.1016/j.cej.2019.12198310.1016/j.cej.2019.121983 ↗
35. 10.1016/j.cej.2017.07.02010.1016/j.cej.2017.07.020 ↗
36. Ala'a H. · Biotechnol. Rep. · 2018 · 20 · e0028410.1016/j.btre.2018.e00284 ↗
37. 10.1016/j.rser.2014.10.07410.1016/j.rser.2014.10.074 ↗
38. 10.1016/j.ijhydene.2016.04.04110.1016/j.ijhydene.2016.04.041 ↗
39. 10.3390/en1108202210.3390/en11082022 ↗
40. 10.3390/app906113910.3390/app9061139 ↗
41. 10.1016/j.jiec.2016.06.00210.1016/j.jiec.2016.06.002 ↗
42. 10.3390/app907136510.3390/app9071365 ↗
43. 10.1016/j.ecoenv.2016.10.03310.1016/j.ecoenv.2016.10.033 ↗
44. 10.1016/j.jhazmat.2017.03.00210.1016/j.jhazmat.2017.03.002 ↗
45. 10.1016/j.cej.2016.08.08810.1016/j.cej.2016.08.088 ↗
46. 10.1016/j.rser.2015.01.05010.1016/j.rser.2015.01.050 ↗
47. 10.3233/AJW-16000410.3233/AJW-160004 ↗
48. 10.1016/j.jhazmat.2019.03.08010.1016/j.jhazmat.2019.03.080 ↗
49. 10.1039/C4GC00599F10.1039/C4GC00599F ↗
50. 10.1016/j.biortech.2018.06.02910.1016/j.biortech.2018.06.029 ↗
51. 10.1016/j.jhazmat.2019.12109510.1016/j.jhazmat.2019.121095 ↗
52. 10.1016/j.biortech.2016.04.09310.1016/j.biortech.2016.04.093 ↗
53. 10.1016/j.fuproc.2014.09.03810.1016/j.fuproc.2014.09.038 ↗
54. Ok Y. S. · 2018
55. 10.1016/j.scitotenv.2012.07.03810.1016/j.scitotenv.2012.07.038 ↗
56. 10.1016/j.biortech.2015.07.04710.1016/j.biortech.2015.07.047 ↗
57. 10.1007/s11356-014-2740-z10.1007/s11356-014-2740-z ↗
58. 10.1016/j.jhazmat.2018.11.04710.1016/j.jhazmat.2018.11.047 ↗
59. 10.1016/j.clay.2018.10.01210.1016/j.clay.2018.10.012 ↗
60. 10.1016/j.scitotenv.2016.03.15110.1016/j.scitotenv.2016.03.151 ↗
61. 10.1007/s11783-019-1142-310.1007/s11783-019-1142-3 ↗
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70. 10.1021/es506151210.1021/es5061512 ↗
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72. 10.1016/j.jes.2018.06.01410.1016/j.jes.2018.06.014 ↗
73. 10.1016/j.jcis.2018.08.00510.1016/j.jcis.2018.08.005 ↗
74. 10.1016/j.biortech.2017.10.03010.1016/j.biortech.2017.10.030 ↗
75. 10.1016/j.jhazmat.2012.12.01210.1016/j.jhazmat.2012.12.012 ↗
76. 10.1016/j.biortech.2017.05.11510.1016/j.biortech.2017.05.115 ↗
77. 10.1016/j.biortech.2019.02.07210.1016/j.biortech.2019.02.072 ↗
78. 10.1007/s40242-017-7245-010.1007/s40242-017-7245-0 ↗
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98. 10.1016/j.cej.2017.07.13210.1016/j.cej.2017.07.132 ↗
99. 10.1016/j.apcatb.2017.11.05110.1016/j.apcatb.2017.11.051 ↗
100. 10.1016/j.jhazmat.2015.06.05810.1016/j.jhazmat.2015.06.058 ↗