磁改性生物炭对水体中磷酸盐吸附特性
吕学斌1
黄瑞卿2
李伟3
杨改秀4
熊健2
1.西藏大学 生态环境学院,西藏 拉萨 850000;天津大学 环境科学与工程学院,天津 3003502.西藏大学 生态环境学院,西藏 拉萨 8500003.西藏大学 生态环境学院,西藏 拉萨 850000;哈尔滨工业大学 城乡水资源与水环境全国重点实验室,黑龙江 哈尔滨 1500904.西藏大学 生态环境学院,西藏 拉萨 850000;中国科学院 广州能源研究所,广东 广州 510650
摘要：针对水体磷污染问题,以青稞秸秆为碳基材料制备生物炭(BC-700),通过共沉淀法将铁基化合物负载至生物炭表面,得到一种具有高吸附容量和强回收能力的磁性生物炭材料(MBC-700),考察了吸附条件(pH、投加量、溶液浓度以及吸附时间)对MBC-700 吸附能力的影响,引入动力学模型和等温吸附模型并结合表征分析手段(SEM-EDS、XRD、XPS、FTIR以及VSM)探究MBC-700 对水体磷酸盐的吸附机理.结果表明:MBC-700 具有丰富的孔隙结构,铁基化合物以FeOOH和Fe3O4 形式成功负载至BC-700 表面,Fe3O4 是MBC-700 拥有较高磁性的主要原因,吸附后的磷酸盐以FePO4 沉淀物和Fe—O—P络合物存在.MBC-700 对磷酸盐的吸附行为是一种可自发的单分子层化学吸附,并且吸附速率受到颗粒内扩散、表面非均匀扩散以及边界层扩散等共同影响,理论最大吸附容量为5.97 mg/g.与此同时,MBC-700 在较为广泛的pH范围内(3～7)对磷酸盐均具有一定的吸附能力,碱性环境会受到抑制,阴离子CO32-和HCO3-对其吸附具有促进作用,并且MBC-700 在磁场作用下的回收率达到 98%以上.此外,MBC-700 对磷酸盐的吸附机理涉及孔隙填充、静电吸引、配体交换、沉淀作用以及络合作用.研究为水体磷污染和生物炭回收领域提供了科学依据和技术支持.
关键词：生物炭磁改性磁性生物炭青稞秸秆磷酸盐吸附吸附机理
分类号：X703(一般性问题)TQ085(一般性问题)
资助基金：西藏自治区科技计划资助项目(XZ202501ZY0091)西藏自治区科技计划资助项目(XZ202401ZR0035)哈尔滨工业大学城乡水资源与水环境全国重点实验室开放基金资助项目(MS202536)
论文发表日期：2025-09-30
在线出版日期：2025-10-22（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：11( 181-191 )
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