LAPSE:2023.5206
Published Article
LAPSE:2023.5206
Novel Correlations between Spectroscopic and Morphological Properties of Activated Carbons from Waste Coffee Grounds
February 23, 2023
Abstract
Massive quantities of spent coffee grounds (SCGs) are generated by users around the world. Different processes have been proposed for SCG valorization, including pyrolytic processes to achieve carbonaceous materials. Here, we report the preparation of activated carbons through pyrolytic processes carried out under different experimental conditions and in the presence of various porosity activators. Textural and chemical characterization of the obtained carbons have been achieved through Brunauer−Emmett−Teller (BET), ESEM, 13C solid state NMR, XPS, XRD, thermogravimetric and spectroscopic determinations. The aim of the paper is to relate these data to the preparation method, evaluating the correlation between the spectroscopic data and the physical and textural properties, also in comparison with the corresponding data obtained for three commercial activated carbons used in industrial adsorption processes. Some correlations have been observed between the Raman and XPS data.
Massive quantities of spent coffee grounds (SCGs) are generated by users around the world. Different processes have been proposed for SCG valorization, including pyrolytic processes to achieve carbonaceous materials. Here, we report the preparation of activated carbons through pyrolytic processes carried out under different experimental conditions and in the presence of various porosity activators. Textural and chemical characterization of the obtained carbons have been achieved through Brunauer−Emmett−Teller (BET), ESEM, 13C solid state NMR, XPS, XRD, thermogravimetric and spectroscopic determinations. The aim of the paper is to relate these data to the preparation method, evaluating the correlation between the spectroscopic data and the physical and textural properties, also in comparison with the corresponding data obtained for three commercial activated carbons used in industrial adsorption processes. Some correlations have been observed between the Raman and XPS data.
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Keywords
activated carbon, chemical and morphological characterization, pyrolysis, Raman and XPS and XRD spectroscopies, spent coffee grounds
Subject
Suggested Citation
Rosson E, Sgarbossa P, Mozzon M, Venturino F, Bogialli S, Glisenti A, Talon A, Moretti E, Carturan SM, Tamburini S, Famengo A, da Costa Ribeiro AP, Benhabiles S, Kamel R, Zorzi F, Bertani R. Novel Correlations between Spectroscopic and Morphological Properties of Activated Carbons from Waste Coffee Grounds. (2023). LAPSE:2023.5206
Author Affiliations
Rosson E: Dipartimento di Ingegneria Industriale, Università degli Studi di Padova, via F. Marzolo 9, 35131 Padova, Italy
Sgarbossa P: Dipartimento di Ingegneria Industriale, Università degli Studi di Padova, via F. Marzolo 9, 35131 Padova, Italy [ORCID]
Mozzon M: Dipartimento di Ingegneria Industriale, Università degli Studi di Padova, via F. Marzolo 9, 35131 Padova, Italy
Venturino F: Dipartimento di Scienze Chimiche, Università degli Studi di Padova, via F. Marzolo 1, 35131 Padova, Italy
Bogialli S: Dipartimento di Scienze Chimiche, Università degli Studi di Padova, via F. Marzolo 1, 35131 Padova, Italy [ORCID]
Glisenti A: Dipartimento di Scienze Chimiche, Università degli Studi di Padova, via F. Marzolo 1, 35131 Padova, Italy [ORCID]
Talon A: Dipartimento di Scienze Molecolari e Nanosistemi, Università Ca’ Foscari Venezia, via Torino 155, 30172 Venezia Mestre, Italy
Moretti E: Dipartimento di Scienze Molecolari e Nanosistemi, Università Ca’ Foscari Venezia, via Torino 155, 30172 Venezia Mestre, Italy [ORCID]
Carturan SM: Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università degli Studi di Padova, Laboratori INFN, viale dell’Università 2, 35020 Legnaro, Italy
Tamburini S: Consiglio Nazionale delle Ricerche, Istituto di Chimica della Materia Condensata e di Tecnologie per l’Energia, Corso Stati Uniti 4, 35127 Padova, Italy
Famengo A: Consiglio Nazionale delle Ricerche, Istituto di Chimica della Materia Condensata e di Tecnologie per l’Energia, Corso Stati Uniti 4, 35127 Padova, Italy
da Costa Ribeiro AP: Centro de Química Estrutural, Instituto Superior Técnico, Lisbona, Avenida Rovisco Pais 1, 1049-001 Lisbon, Portugal [ORCID]
Benhabiles S: Laboratoire d’Etude sur les Interactions Matériaux-Environnement, Faculté des Science et de la Technologie, Université Mohamed Seddik BenYahia, BP 98 Ouled Aissa, Jijel 18000, Algeria
Kamel R: Laboratoire d’Etude sur les Interactions Matériaux-Environnement, Faculté des Science et de la Technologie, Université Mohamed Seddik BenYahia, BP 98 Ouled Aissa, Jijel 18000, Algeria
Zorzi F: Centro di Analisi e Servizi per la Certificazione, Università degli Studi di Padova, via Jappelli 1, 35131 Padova, Italy [ORCID]
Bertani R: Dipartimento di Ingegneria Industriale, Università degli Studi di Padova, via F. Marzolo 9, 35131 Padova, Italy [ORCID]
Sgarbossa P: Dipartimento di Ingegneria Industriale, Università degli Studi di Padova, via F. Marzolo 9, 35131 Padova, Italy [ORCID]
Mozzon M: Dipartimento di Ingegneria Industriale, Università degli Studi di Padova, via F. Marzolo 9, 35131 Padova, Italy
Venturino F: Dipartimento di Scienze Chimiche, Università degli Studi di Padova, via F. Marzolo 1, 35131 Padova, Italy
Bogialli S: Dipartimento di Scienze Chimiche, Università degli Studi di Padova, via F. Marzolo 1, 35131 Padova, Italy [ORCID]
Glisenti A: Dipartimento di Scienze Chimiche, Università degli Studi di Padova, via F. Marzolo 1, 35131 Padova, Italy [ORCID]
Talon A: Dipartimento di Scienze Molecolari e Nanosistemi, Università Ca’ Foscari Venezia, via Torino 155, 30172 Venezia Mestre, Italy
Moretti E: Dipartimento di Scienze Molecolari e Nanosistemi, Università Ca’ Foscari Venezia, via Torino 155, 30172 Venezia Mestre, Italy [ORCID]
Carturan SM: Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università degli Studi di Padova, Laboratori INFN, viale dell’Università 2, 35020 Legnaro, Italy
Tamburini S: Consiglio Nazionale delle Ricerche, Istituto di Chimica della Materia Condensata e di Tecnologie per l’Energia, Corso Stati Uniti 4, 35127 Padova, Italy
Famengo A: Consiglio Nazionale delle Ricerche, Istituto di Chimica della Materia Condensata e di Tecnologie per l’Energia, Corso Stati Uniti 4, 35127 Padova, Italy
da Costa Ribeiro AP: Centro de Química Estrutural, Instituto Superior Técnico, Lisbona, Avenida Rovisco Pais 1, 1049-001 Lisbon, Portugal [ORCID]
Benhabiles S: Laboratoire d’Etude sur les Interactions Matériaux-Environnement, Faculté des Science et de la Technologie, Université Mohamed Seddik BenYahia, BP 98 Ouled Aissa, Jijel 18000, Algeria
Kamel R: Laboratoire d’Etude sur les Interactions Matériaux-Environnement, Faculté des Science et de la Technologie, Université Mohamed Seddik BenYahia, BP 98 Ouled Aissa, Jijel 18000, Algeria
Zorzi F: Centro di Analisi e Servizi per la Certificazione, Università degli Studi di Padova, via Jappelli 1, 35131 Padova, Italy [ORCID]
Bertani R: Dipartimento di Ingegneria Industriale, Università degli Studi di Padova, via F. Marzolo 9, 35131 Padova, Italy [ORCID]
Journal Name
Processes
Volume
9
Issue
9
First Page
1637
Year
2021
Publication Date
2021-09-10
ISSN
2227-9717
Version Comments
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PII: pr9091637, Publication Type: Journal Article
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