酸活化芒果籽残渣制备高效吸附剂用于亚甲基蓝去除的增值化研究：工艺优化、等温线与动力学

《Results in Engineering》：Valorization of mango seed residues for the preparation of highly efficient adsorbent by acid activation for methylene blue removal: Process optimization, isotherms and kinetics

　　

本研究报道了通过芒果籽残渣合成活性炭（Activated Carbon, AC）的增值化利用，评估了四个变量（碳化温度、碳化时间、活化剂浓度和浸渍比）在二个水平上对AC收率及亚甲基蓝（Methylene Blue, MB）吸附容量的影响。两个响应变量分别进行了单独分析，并应用期望函数（Desirability Function）以同时最大化收率和吸附性能。最优制备条件确定为：碳化温度400^oC、碳化时间120 min、活化剂浓度60%、浸渍比1:2，在不使用惰性气体的条件下，实现了最大MB去除效率99%及AC收率45.40%，吸附剂投加量为0.6 g/L。前驱体材料（Precursor Material, PSM）和最优条件下制备的活性炭（SMCAO）通过傅里叶变换红外光谱（Fourier Transform Infrared Spectroscopy, FTIR）、能量色散X射线光谱（Energy-Dispersive X-ray Spectroscopy, EDS）、扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscopy, SEM）及77 K下的N₂吸附-脱附等温线（Brunauer-Emmett-Teller, BET分析）进行了表征。吸附过程遵循伪二级（Pseudo-Second-Order, PSO）动力学，而平衡数据最优由Freundlich等温线描述，表明为异质表面吸附，主要由颗粒内扩散（Intraparticle Diffusion）控制。再生后的吸附性能保持较高水平，经过三个循环后去除效率仍高于81%，显示出良好的可重复使用性和结构稳定性。与文献中报道的其他生物质衍生活性炭相比，所制备材料表现出具有竞争力或更优的吸附容量，凸显了其作为低成本高效吸附剂的潜力。这些结果证实了其在废水处理中的实际应用可行性，并支持将芒果籽残渣作为高性能吸附剂生产的可持续资源进行增值化利用。

纺织工业废水中含有亚甲基蓝染料的残留浓度，亚甲基蓝是一种广泛用于织物和纤维染色的合成阳离子染料。除纺织和服装工业外，制药、造纸和化妆品行业也是水中亚甲基蓝的次要来源。含亚甲基蓝废水的排放显著影响水生生态系统，因其阻碍阳光穿透，抑制光合作用功能，并降低氧气溶解度。亚甲基蓝对人类健康构成多种风险，包括恶心、疼痛、呕吐、高血压、精神错乱、膀胱刺激和贫血。已研究多种方法来减轻亚甲基蓝的环境影响，包括化学方法（如臭氧化和Fenton工艺）、紫外辐射和催化剂辅助的高级氧化工艺、电化学过程和生物降解方法等；此外，还有物理处理方法，如膜技术和吸附过程。在现有技术中，吸附过程以其低运行成本和简便性为特征，使其比其他选项更具成本效益。然而，吸附过程中的主要成本驱动因素是吸附材料和接触时间。

关于所用吸附剂，源自生物质的活性炭（AC）代表了一种高效且低成本的替代方案，用于去除液相中的合成染料。因此，研究聚焦于评估来自农业工业废弃物的前驱体，如香蕉茎、仙人掌皮、西兰花茎、白柿种子、竹子、辣木等。在此背景下，墨西哥在全球芒果（Mangifera indica）生产和出口方面排名第五，产生了大量因缺乏利用而造成环境问题的废弃物。已有多种芒果残留物被用作制备活性炭的前驱体以去除不同分析物。例如，Razali等使用种子和皮的混合物通过微波诱导ZnCl₂活化制备活性炭用于亚甲基蓝去除，应用响应面法评估吸附剂剂量、溶液pH和接触时间，并使用Derringer和Suich期望函数确定最优条件（0.09 g AC，pH 8.7，14.8 min），实现了最大吸附容量（q_max）232.8 mg/g。de Andrade等采用芒果种子壳作为前驱体，通过在180^oC和250^oC下热解5 h，洗涤后在150^oC干燥24 h，KOH浸渍，并在氮气流量150 mL/min下于600^oC活化1 h，获得具有微孔结构的碳，最大丙酮蒸气去除容量为472 mg/g（30^oC）。Munusamy等通过H₃PO₄浸渍和随后在400^oC活化制备了芒果种子壳活性炭挤出物，用于去除二元气体混合物（CO₂—N₂、CH₄—N₂、CO₂—CH₄），报道了粉末AC对CO₂的最高吸附容量，在273 K和1 bar下分别为21.3%和14.3 wt%。Correia等在氮气流量下对芒果种子壳进行400^oC热解4 h，随后进行KOH活化，采用不同的浸渍比，获得异质微孔结构，报道了在40^oC下高达9.53 wt%的CO₂捕获容量。Caicedo等采用源自芒果种子（内果皮、种皮和仁）的活性炭去除水溶液中的Hg(II)，通过15% v/v硫酸和7% w/v氯化钙浸渍48 h（358 K），然后在氮气流量80 cm³/min下碳化至723 K持续2 h，随后用Na₂S在473 K功能化24 h，实现了最大吸附容量（q_max）85.6 mg Hg/g。尽管这些研究共同证明了芒果残留物是生产具有高吸附容量活性炭的极具前景的前驱体，但所采用的活化剂、气氛、温度、处理时间和优化策略的多样性，突显了需要进一步探索更简单、更具成本效益和可持续性的活化路线，以最大化吸附容量，从而巩固芒果残留物作为多功能活性炭来源的整体增值化。

在此背景下，采用实验设计结合响应面法和期望函数优化吸附过程和活性炭制备，已成为识别最优运行条件的有效工具，如通过因子设计和中心复合设计同时评估多个工艺变量的影响，并使用统计期望标准定位最大性能区域。此外，Gottipati和Mishra等的研究表明，两水平全因子设计后接Derringer-Suich期望函数优化构成了一种统计上稳健的替代方案。该策略能够在单一框架内筛选相关因素、拟合包含主效应和交互作用的模型，并建立系统全局最优的条件。具体而言，Gottipati和Mishra应用2⁴设计同时评估pH、初始Cr(VI)浓度、吸附剂剂量和温度，获得具有高决定系数的因子模型，并使用期望函数最大化六价铬去除。类似地，在不同木质纤维素残留物活性炭合成优化中，两水平全因子设计被用于联合研究热解温度、停留时间和前驱体/活化剂比，随后整合期望分析以同时权衡收率、比表面积、吸附容量和能耗，允许选择统计最优的运行条件，理论与实验值之间具有良好的一致性。

因此，为满足对简单且统计稳健的优化策略的需求，本研究采用两水平全因子设计结合Derringer-Suich期望函数优化活性炭制备和吸附性能。选择芒果籽残留物作为低成本且可持续的吸附剂生产前驱体。所得活性炭（SMCAO）通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）、能量色散X射线光谱（EDS）、扫描电子显微镜（SEM）和BET比表面积及孔径分析进行表征。最后，进行了平衡和动力学研究以阐明控制亚甲基蓝吸附的机制。

芒果籽残留物收集自墨西哥瓦哈卡州特万特佩克地峡地区的市场废弃物，用去离子水冲洗后在105^oC烘箱中干燥24 h。处理后的材料研磨并筛分，获得粒径在1000—6000 μm范围内的芒果籽前驱体（PSM）。称取10 g PSM，用磷酸（H₃PO₄）溶液在25^oC浸渍5 h，然后在110^oC浸渍12 h。随后，以10^oC/min的升温速率在Thermo Scientific Lindberg Blue M水平炉中进行单阶段煅烧。活化剂用量、煅烧时间和温度以及浸渍比根据全2⁴因子实验设计确定。所得活性炭命名为SMCA，用去离子水洗至中性pH，使用0.1 N NaOH和HCl溶液。之后，SMCA在110^oC干燥24 h并筛分，制备粒径不超过250 μm的粉末。

由于全因子设计评估设计中涉及的所有因素在各水平上的响应以及它们之间可能的交互作用，且完整因子设计已与期望函数联合用于优化和建模活性炭在吸附过程中的制备，本研究采用全因子设计（2⁴ FFD）的两个水平（+）和（-）来优化源自芒果籽的活性炭制备参数，包括以下因素：碳化温度（A）、碳化时间（B）、活化剂浓度（C）和浸渍比（D）。根据2⁴ FFD，获得16个SMCA样品及其各自重复样，共制备32个活性炭，随机顺序生产以消除任何系统误差。采用留一法交叉验证（Leave-One-Out Cross-Validation, LOOCV），使用预测误差平方和（Prediction Error Sum of Squares, PRESS）统计量作为具有预测焦点的模型选择标准。该统计量允许计算R²_PRESS，其评估预测能力而非样本内拟合；此外，具有最高R²_PRESS的模型被认为最适合未来预测。最后，采用Derringer-Suich期望函数优化SMCA样品的制备，该函数将响应变量转换为0到1的无量纲标度，从完全不可接受到完全可取，值越接近1越优。方差分析（Analysis of Variance, ANOVA）、PRESS统计量评估和期望函数优化使用Minitab^? 17软件进行。

PSM和最优活性炭（SMCAO）均通过傅里叶变换红外光谱（FTIR，4000—400 cm^-1，Nicolet 8700 FTIR-Thermo Scientific分光光度计）和X射线衍射（X-ray Diffraction, XRD，Bruker D-8 Advance衍射仪，Cu-Kα辐射，λ=1.54 ?，40 kV和30 mA，0—60^o 2θ，步长0.02^o，步时0.5 s）进行表征。形态表征和元素分析在JEOL JSM-7601F场发射扫描电子显微镜（Field Emission Scanning Electron Microscope, FESEM）上进行，配备能量色散X射线光谱仪（EDS）。分析前，样品用QUORUM Technologies K850金属镀膜机镀金。前驱体和活性炭的比表面积和孔径在BELSORP-MAX-LP自动BET比表面积分析仪（BEL JAPAN）上使用77 K氮气吸附-脱附等温线测定。

批量实验在32个250 mL锥形瓶中进行，每个含50 mL 100 mg/L MB溶液，以评估MB吸附容量（Y2），通过UV-Vis分光光度法在665 nm波长下分析。AC浓度维持在1 g/L，MB溶液在25^oC下以125 rpm搅拌30 min。从初始MB浓度100 mg/L开始，通过添加0.2—1.0 g/L范围内的已知质量评估SMCA用量的影响。该测试确定了后续研究使用的最佳吸附剂剂量。初始浓度和接触时间的影响通过将100—500 mg/L的MB溶液暴露于吸附剂，时间为10、30、60、120、180、240和300 min进行调查。

等温线实验在25^oC下进行，使用100—500 mg/L初始MB浓度，SMCAO固定剂量0.6 g/L，125 rpm搅拌300 min（该时间通过初步测试获得）。通过Langmuir和Freundlich等温线模型分析数据探究吸附机制。Freundlich等温线假设吸附剂表面的活性位点因表面本身的异质性而具有不同的吸附能，且随着溶液浓度升高，吸附剂表面的吸附质浓度增加，遵循非线性关系。Langmuir等温线假设吸附剂表面存在单分子层，含有有限数量的吸附位点，因此吸附限于该单分子层，厚度不能超过单个分子。

动力学测试使用100—500 mg/L初始MB浓度，500 mL烧杯，有效溶液体积200 mL，采用SMCAO最优剂量，125 rpm搅拌300 min，在10、30、60、120、180、240和300 min的时间间隔取样。使用伪一级（Pseudo-First-Order, PFO）和伪二级（PSO）模型研究吸附过程速率。还使用膜扩散和颗粒内扩散模型确定吸附的限速步骤。Lagergren伪一级动力学基于特定方程，其线性表达式可用于确定q_e和K₁值。Ho和McKay发展的伪二级动力学模型通过特定方程描述，线性化后可从t/q_t vs. t图的截距和斜率确定q_e和K₂值。所有实验达到平衡时间后，溶液用Whatman No. 42滤纸过滤，通过UV-vis分光光度法评估MB浓度。每个实验在相同条件下重复三次。吸附百分比、平衡时MB吸附量（q_e）和任意时间t的MB吸附量（q_t）通过相应公式计算。

此外，评估了Weber和Morris提出的颗粒内扩散模型，其中K_DI（mg/g min^0.5）为颗粒内扩散速率常数，C（mg/g）为与边界层厚度相关的常数。K_DI从q vs t^0.5线性图的斜率评估。Boyd等提出的膜扩散模型假设扩散的主要阻力存在于吸附剂颗粒周围的边界层中，其中F(t)为不同时间吸附的溶质分数，B_t为F(t)的函数。

饱和MB的活性炭通过90%乙醇接触进行再生，使用1:500（w/v）的质量体积比，在25^oC下搅拌5 h。此后，吸附材料用去离子水洗至中性pH，然后在110^oC烘箱中干燥12 h。在相同吸附测试条件下进行三个连续循环的吸附-解吸程序，以评估吸附剂的可重复使用性。

统计分析使用ANOVA进行，评估各因素及其交互作用的影响。对于收率响应，所有因素A、B、C、D的主效应以及交互作用AB、BC、BD、CD、ABD和ACD在95%置信水平上统计显著。对于MB吸附，从F值观察到显著项为C和D，后者最为重要，此外交互作用AC、CD和ACD显著。由于BC和BCD项的值接近显著性界限，通过包含显著项和p值小于或接近0.05的项的新ANOVA重新评估，确定BC和BCD项显著。收率和吸附响应的残差正态概率图表明两个响应均符合正态分布。

收率响应的因子模型重新分析，排除非显著效应并保持层次模型。收率响应的显著项系数显示，因素A和B对响应有负效应，而因素C和D有正效应。主效应的符号指示效应方向：正效应表明增加这些因素的值会增加收率，反之负效应值会降低高水平因素的收率。浸渍比（D）对活性炭收率的影响最大，其次是碳化时间（B）、酸浓度（C）和碳化温度（A）。显著交互作用表明碳化温度（A）在较低碳化时间（B）下效应更显著，类似地，碳化时间在较低活化剂浓度（C）下更显著。另一方面，碳化时间和活化剂浓度的效应在较低浸渍比（D）下更明显。

MB吸附百分比响应显示，因素C和D从低水平变为高水平时，响应分别增加3.125%和5.519%。此外，浸渍比（D）对两个响应（收率和MB吸附）的影响最大。收率响应的立方图显示，最高收率值45.8125%在因素A、B、D处于低水平（-1）且因素C处于高水平（+1）时获得，即碳化温度400^oC、碳化时间90 min、活化剂浓度50%、浸渍比1:1。MB吸附响应的立方图显示最大吸附值为99.73%，在因素A、C、D处于高水平（+1）且因素B处于低水平（-1）时获得，即碳化温度450^oC、碳化时间90 min、活化剂浓度60%、浸渍比1:2。

回归模型为两个响应提供了良好的拟合，活性炭收率的决定系数R²为0.9381，吸附为0.9534。调整R²值分别为0.9086和0.9398，R²_PRESS分别为0.8562和0.9171。高R²_PRESS值在移除非显著项后表明两个变量的模型保持良好预测能力，无过度拟合证据。模型失拟的p值对性能为0.567，对吸附为0.583，故可认为不显著。使用Derringer和Suich期望函数优化，获得最大MB吸附99%和最大AC收率45.40%，复合期望度0.9271，维持碳化温度400^oC、碳化时间120 min、活化剂浓度60%、浸浸比1:2。

在PSM的FTIR光谱中，观察到3345 cm^-1处羟基的存在，2924和2855 cm^-1处C—H键的特征振动，1739 cm^-1处对应羧酸或酯基C=O伸缩的吸收带。1626 cm^-1和1454 cm^-1处的谱带与木质素中芳族结构的C=C振动相关。1351和1033 cm^-1处的谱带分别对应C—OH和C—O基团，证实了木质纤维素材料的存在。在碳化材料（SMCAO）中，前驱体中的 several 谱带不再观察到或强度降低，由于木质纤维素的降解。文献表明，半纤维素、纤维素和木质素的降解发生在220—500^oC之间，产生挥发性物质和碳。光谱在1606 cm^-1处显示与C=C振动相关的峰，可能与木质素残余物有关，3700—3000 cm^-1处的宽谱带代表O—H基团振动，可能由于材料吸收的水分。

SEM形态表征显示，前驱体由光滑的颗粒状颗粒组成，呈椭圆形至圆形，形成团聚体，平均粒径14.2 μm。SMCAO样品显示更致密和连续的 表面，单个颗粒不再可辨。表面不规则性、断裂和初始孔隙的存在表明碳化引起的结构变化。在更高放大倍数下，碳化材料呈现粗糙且高度多孔的结构，不规则表面特征与碳化后孔隙的发展相关。EDX分析显示碳和氧为主要成分，前驱体分别为64.31%和34.97%，SMCAO分别为69.79%和21.77%，并有 traces of Mg、K、Na、N和P，对应于各制备过程中使用的合成方法。

XRD显示SMCAO具有无定形性质，在25.3和42.6^o 2θ处有两个峰，与无序堆积和随机有序微结构相关，表明材料存在高内部比表面积和孔体积。这些晕圈对应于（002）和（101）晶面，类似于碳材料的六边形石墨结构，不同于前驱体具有半结晶结构的特征衍射图案。BET结果表明，碳化样品的比表面积相比前驱体显著增加。根据77 K吸附等温线数据，未碳化样品的比表面积和孔体积分别为0.4974 m²/g和1.522×10^-3 cm³/g。芒果籽样品的碳化过程导致挥发性成分和官能团的损失，促进比表面积增加至1209.3 m²/g，孔体积增加至1.091 cm³/g。BJH孔径分布显示，初始样品存在2—100 nm之间不同类型的孔，在3.75 nm处有强峰，在9.18、11.84、27.7和44.07 nm处有不同强度的峰，证实前驱体的宏孔性和高介孔性。相反，SMCAO检测到2—10 nm之间的多种孔类型，主要集中在2.43 nm，表明该材料已发展出高介孔性。

剂量效应研究表明，SMCAO剂量从0.2增加到0.4 g/L导致吸附百分比从80.22%增加到98.34%和从83.09%增加到99.19%。超过0.6 g/L后，MB吸附无显著变化，因此0.6 g/L被认为是进行其他MB吸附测试的最优剂量。此外，观察到随着剂量增加，平衡时吸附容量降低，因为它与质量成反比，而吸附百分比随吸附剂剂量增加而增加。这种行为可归因于表面积增加，从而吸附剂中可用的活性位点数量更多。

接触时间对MB吸附容量的影响显示，吸附容量（q_t）随接触时间和初始浓度增加而增加。较高初始浓度的溶液需要更多接触时间才能达到平衡。初始阶段有大量活性位点可用，导致MB在溶液中与吸附剂中的高浓度梯度。一段时间后，吸附剂的活性位点饱和，剩余位点由于SMCAO表面与MB分子之间的排斥而难以加载，导致吸附容量无显著差异。

初始浓度对吸附容量（q_e）和吸附百分比的影响显示，随着MB初始浓度从100增加至500 mg/L，吸附容量从166.51增加至369.28 mg/g，而吸附百分比从99.91%降低至44.31%。吸附百分比的降低和吸附容量的增加表明，由于高初始浓度MB所需的可用活性位点不足，溶质吸附减少。在低浓度时，表面积与初始MB浓度之比高，因此MB去除变得独立于初始浓度。然而，对于较高浓度，该比值降低，因此吸附百分比取决于初始浓度。

Langmuir和Freundlich等温线参数及R²相关系数显示，两个等温线的相关系数非常相似（均大于0.99），但根据平均百分比误差（Average Percentage Error, APE）计算，Freundlich等温线显示实验值与模型预测值之间偏差较小。因此，吸附的MB分子之间的相互作用意味着在相对异质的SMCAO表面上多层吸附。MB在SMCAO中的最大单层吸附容量（q_m）为370.37 mg/g。此外，Freundlich指数n值大于1，表明MB在SMCAO中的吸附是有利过程。

从ln(q_e—q_t) vs t图观察到，伪一级模型不能很好地拟合实验数据。伪二级模型的t/q_t vs. t图对实验数据表现出更优的拟合，R²值超过0.99。此外，计算的平衡吸附容量值与实验值的偏差最小。因此，可以推断伪二级模型准确描述了MB在SMCAO上的吸附过程，证实吸附动力学受化学吸附控制，涉及吸附质和吸附剂之间的电子交换。

实验数据表现出多线性行为，溶液中大部分MB在最初10分钟内被吸附，随后吸附速率减慢直至达到平衡。这可能与颗粒内扩散机制的开始有关，该机制在SMCAO表面饱和后发生，导致MB吸附逐渐增加并需要更长时间达到平衡。由于伪一级和伪二级动力学模型无法准确描述扩散机制，采用Weber和Morris的颗粒内扩散模型识别MB吸附动力学中的限速步骤。q_t vs t^0.5图在不同初始MB浓度下清晰显示出三个连续的动力学区域。第一区域（0—10 min）对应极快速摄取，与外部表面吸附和快速占据易接近位点相关，很可能由MB和SMCAO之间的强静电吸引驱动。第二区域（10—60 min，斜率K_DI1）代表逐渐吸附阶段，其中MB的颗粒内扩散进入大孔成为主要传输机制并在很大程度上控制吸附速率。第三区域（120—300 min，斜率K_DI2）归属于趋近平衡；在该区域，扩散向介孔和微孔进行，逐渐变慢，并限制最终摄取，因为溶液中MB浓度降低。两个线性段的斜率K_DI1和K_DI2表明涉及不同尺寸孔传输的多步颗粒内扩散过程。这些阶段受初始MB浓度的影响也很明显。在C₀<100 mg/L和C₀>500 mg/L时，吸附动力学分别在约90%和40%的平衡容量达到后由颗粒内扩散控制。虽然q_t vs t^0.5图在广泛时间间隔内呈线性，但这些线均不通过原点。这种偏离原点表明颗粒内扩散不是唯一的限速步骤，与边界层扩散相关的额外阻力也对整体传质过程有贡献。

为进一步区分膜扩散和颗粒内扩散，使用Boyd模型分析动力学数据。根据该模型，如果B_t vs t图线性且通过原点（外推），则吸附速率由膜扩散控制。所示B_t vs时间曲线仅在吸附开始时近似线性，且在任何浓度下均不与原点相交。这种行为表明边界层扩散在吸附极早期作为限速步骤占主导，而颗粒内扩散在后续阶段变得越来越重要，与Weber-Morris图推断的多步扩散机制一致。颗粒内扩散和Boyd分析共同支持一种顺序的多阶段传输过程，其中快速的膜扩散和外部表面吸附之后，依次为大孔中的颗粒内扩散，最后是介孔和微孔中较慢的扩散，后者控制最终趋近平衡。

为评估亚甲基蓝吸附后分析物去除效率的变化，进行了四个总循环和三个连续吸附-解吸循环。SMCAO在第一次吸附循环中表现出99%的高初始去除容量。然而，每次解吸步骤后，MB去除率降至循环2的91.54%、循环3的86.29%和循环4的81.43%。总体而言，这些结果表明材料保留了其初始性能的很大一部分，确认了其结构和功能稳定性。观察到的轻微下降可能归因于活性位点的适度损失，但并未严重损害总吸附容量。这种行为与研究相关，因为它支持该材料作为可重复使用且具有经济吸引力的替代方案用于从水溶液中去除亚甲基蓝的可行性。

本研究的结果，特别是高性能活性炭的产生和高去除效率的实现，为向更先进的技术开发阶段和全面可持续性评估发展提供了坚实基础。在此框架内， forthcoming 研究可能致力于深入检查活化过程中和洗涤操作中使用的酸的回收，以及所得后处理废水的管理，以限制化学试剂的净组成并减轻与整体过程相关的环境负荷。未来工作还可能涉及优化吸附剂与商业参考材料的系统比较，以将其吸附能力和使用废弃物作为前驱体所带来的优势置于 perspective。这些研究可进一步补充以热力学参数的精细确定，以加深对吸附质-吸附剂相互作用性质和过程自发性的理解，以及工业规模放大挑战的评估，考虑连续操作情景下的环境足迹和特定酸消耗。另一个相关方面是在实际废水中测试该材料，并扩大所研究污染物的范围，评估吸附剂在复杂混合物存在下的性能以及可能的竞争或协同效应。最后，进行经济分析对于向全面可行性评估迈进至关重要，以实现其在全规模水处理应用中的实施。

本研究聚焦于使用全2⁴因子实验设计从芒果籽残留物合成活性炭，评估四个变量（碳化温度、碳化时间、活化剂浓度和浸渍比）在二个水平上的影响。这些参数对两个响应变量的影响进行了评估：AC收率和亚甲基蓝（MB）吸附容量。两个响应分别进行了分析，并应用期望函数以同时最大化收率和吸附性能。最优制备条件确定为：碳化温度400^oC、碳化时间120 min、活化剂浓度60%、浸渍比1:2，在0.6 g/L剂量下实现最大MB去除效率99%和AC收率45.40%。在这些条件下生产的活性炭表现出介孔结构，具有高比表面积（1209.3 m²/g）和370.37 mg/g的最大单层吸附容量（q_m）。

吸附动力学遵循伪二级模型，而平衡数据最优由Freundlich等温线描述，表明异质表面吸附。吸附过程主要由颗粒内扩散控制；此外，经过三个再生循环后，MB去除达到81.43%的高值。与先前报道的农业工业残留物衍生活性炭相比，本研究开发的材料表现出具有竞争力的吸附容量（370.37 mg/g），超越了香蕉茎、玉米芯和其他木质纤维素废弃物等几种低成本吸附剂。这种增强的性能，连同不需要惰性气氛条件的相对简单的合成路线，突显了所提出方法作为具有成本效益和可扩展替代方案的潜力。此外，该材料表现出良好的可重复使用性，在多个循环后维持超过80%的去除效率，这与或优于类似研究中报道的值。这些发现强化了芒果籽增值化作为循环经济和废水处理技术框架内可持续策略的相关性。