Microalgae are esteemed for their potential as sustainable sources of bioactive compounds, notably astaxanthin, a valuable antioxidant with diverse health applications. This study investigates Fe3O4 nanoparticle efficacy in harvesting astaxanthin-producing microalgae for sustainable applications. Parameters such as nanoparticle concentration, exposure time, and magnetic field strength were optimized for Haematococcus pluvialis and Chlorella zofingiensis biomass harvesting. Fe3O4 nanoparticles achieved >99% harvesting efficiency in H. pluvialis at 200 mg L-1 across all pH ranges, while C. zofingiensis showed peak efficiency at 800 mg L-1 and pH 4. The zeta analyzer revealed a maximum potential gap at pH 4, facilitating stable binding of microalgae with nanoparticles. This research underscores Fe3O4 nanoparticles' sustainable harvesting potential, aligning with Sustainable Development Goals SDGs such as Industry, Innovation, and Infrastructure (SDG 9) and Responsible Consumption and Production (SDG 12). It offers a promising pathway for industrial-scale microalgae production and astaxanthin exploitation, with implications for biorefinery development, and commercialization in pharmaceuticals, nutraceuticals, and cosmetics industries.

Herein, a novel highly porous biomass-based (Bambusa vulgaris striata) magnetic solid acid catalyst was developed for the first time via simultaneous activation and magnetization followed by acid functionalization. The sulfonated magnetic porous carbon was utilized as a catalyst for transesterifying Jatropha curcas oil (JCO) to biodiesel under microwave irradiation. The synthesized catalyst was extensively characterized using VSM, XRD, FTIR, SEM, EDS, TGA, XPS, Raman spectroscopy, and AFM techniques. Through Response Surface Methodology (RSM), a maximal biodiesel yield of 98.8% was achieved over optimal optimal parametric states (catalyst loading 8 wt. %, MOMR 24:1, 50 min, 80 °C). NMR confirmed JCO biodiesel formation with a FAME content of 98.04%, and GCMS provided insight into its chemical composition. A pseudo-first-order kinetic study revealed an activation energy (Ea) of 28.734 kJ mol1. Thermodynamic analysis showed endothermic and non-spontaneous behavior with ΔH#, ΔS#, and ΔG# values of 25.928 kJ mol1, -0.193 kJ mol1 K1, and 94.251 kJ mol1, respectively. The catalyst displayed good reusability, easy recoverability, and stability, maintaining 75.4% oil conversion even after ten consecutive cycles. Life cycle cost analysis (LCCA) estimates biodiesel production cost of $0.60 per liter, emphasizing high commercial viability.

ZnCl 2 impregnation of the cellulosic precursor is an effective way to generate carbon catalysts with a mesoporous structure and high specific surface area. Herein, we attempt to explore the synthesis of Citrus Limonum Pericarpium (lemon peel), an activated biochar catalyst produced via pyrolysis and consequent sulfonation. The obtained biochar catalyst exhibited notable characteristics, including a high surface area of 863.0 m 2 g −1 and a substantial sulfur content of 4.02 wt.% (1.25 mmol g −1 ) by EDX. Following, analytical techniques, such as scanning electron microscopy, BET, X‐ray diffraction, Fourier‐transform infrared, and TGA, were conducted for a comprehensive analysis of the catalyst. Subsequently, we applied the catalyst to optimize the transesterification process of Jatropha curcas oil (JCO), yielding an impressive 95.2% ± 0.4% yield. The optimization parameters were established with a reaction duration of 60 min, a temperature of 100°C, 8 wt.% catalyst, and JCO: MeOH ratio of 1 : 20. Catalyst reusability was probed over seven subsequent cycles with the final yield observed of over 88.4% ± 0.6%, while the decrease in yield was explained by EDX analysis. In summary, our investigation successfully navigated the synthesis and practical application of a sulfonated porous biochar catalyst for JCO transesterification, achieving noteworthy yields while addressing environmental concerns.

Biodiesel is considered to be an economical and eco-friendly substitute to fossil fuels. The present research was focused on the synthesis of potassium doped biochar catalyst from wood dust waste. The synthesized activated biochar catalyst was subjected to characterization using various techniques such as FT-IR, SEM-EDAX, XRD analysis which showed possible higher catalytic efficiency. The microalgae Chlorella vulgaris oil was used for the biodiesel production through transesterification reaction using the synthesized potassium doped biochar catalyst. The reaction parameters were optimized using statistical methods and the optimized conditions were found to be of 5.46% of catalyst dosage, 10.39:1 of methanol to algal oil ratio, 61.41 °C of temperature and 75.3 min of time with the highest biodiesel yield of 91.9%. The reaction kinetics was studied and it was found to follow the first-order kinetics with an activation energy of 12.18 KJ/mol. The catalyst reusability study exhibited higher catalytic performance until fourth cycle. Overall, the utilization of microalgae as a biofuel source and industrial waste as a catalyst contributes to sustainable biodiesel production and promotes a greener environment by reducing dependency on fossil fuels and minimizing industrial waste.