journal article·2025-01Open access

Modified Biochar Materials From Eucalyptus globulus Wood as Efficient CO2 Adsorbents and Recyclable Catalysts

Shahab Zomorodbakhsh, Andreia C. S. Gonzalez, Inês G. Cruz, Giusi Piccirillo, Teresa M. R. Maria, Inês S. Marques, Andreia F. Peixoto, João M. Gil, Fábio Ferreira, Rui M. B. Carrilho

Advanced Sustainable Systems· Volume 9· Issue 1

Abstract

Abstract Highly porous carbon materials derived from renewable resources constitute a promising and sustainable strategy regarding the enhancement of CO2 capture technologies. In this work, the valorization of Eucalyptus globulus wood, a forest invasive species present in European forests, is performed through its transformation in biochar. The deposition of nitrogen and different metals (aluminum, copper and chromium) onto biochar is performed, using the magnetron sputtering as a pioneering technique, to produce coated biochar nanoparticles with improved properties. The resultant modified biochar particles maintain a highly porous structure and present a remarkable CO2 adsorption capacity (up to 4.80 mmol g−1 for N@BC), which is attributed to the synergy of their large total surface area (527 m2 g−1) and microporosity (pore diameter = 21 Å), with a high content of nitrogen and oxygen heteroatom moieties (40.4% N, 11.4% O). Their application as heterogeneous bifunctional catalysts in CO2 cycloaddition to epichlorohydrin is performed, in the absence of any solvent or co‐catalyst, under moderate conditions (20 bar CO2, 120 °C), leading to good conversions (up to 58% conversion) and excellent selectivity for cyclic carbonates. Cu‐coated biochar is shown to be more stable than non‐modified material, being recycled and reused along 4 consecutive runs without loss of catalytic activity or selectivity.
Source: crossref · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Carbon Dioxide Capture Technologies · Carbon dioxide utilization in catalysis · Phase Equilibria and Thermodynamics

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

Affiliations

Department of Chemistry CQC – Coimbra Chemistry Centre University of Coimbra Rua Larga 2 Coimbra 3004–535 Portugal

LAQV‐REQUIMTE Departamento de Química e Bioquímica Faculdade de Ciências Universidade do Porto Rua do Campo Alegre s/n Porto 4169‐007 Portugal

CFisUC Department of Physics University of Coimbra Rua Larga Coimbra 3004–516 Portugal

CEMMPRE ARISE Department of Mechanical Engineering University of Coimbra Rua Luís Reis Santos Coimbra 3030–788 Portugal

Funding

Fundação para a Ciência e a Tecnologia · Universidade de Coimbra

References (100+)

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