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国内刊号：33-1127/P
国际刊号：1000-3770
发布日期:
作者：寇文静1,2, 李昂2, 吴雷祥2,*, 邢璇3, 韩帅1, 周璇2
单位：1.河北工程大学材料科学与工程学院, 邯郸市新型生物纳米材料重点实验室, 河北 邯郸 056038;2.中国水利水电科学研究院, 北京 100038;3.中央民族大学生命与环境科学学院, 北京 100081
关键词：改性生物炭,FeCl3,磷酸盐,吸附
基金：国家重点研发项目（2023YFC3207802）; 国家重点研发计划（2023YFC3208702）; 中央部门预算项目（WE0161A072024）
生物炭吸附是解决水中磷酸盐超标的有效手段,金属负载有助于提升生物炭对磷酸盐的吸附量。本研究将铁负载在生物炭表面进行改性,结果表明当生物炭和浓度为0.05 mol/L的FeCl<sub>3</sub>溶液以1∶10的质量体积比浸泡时,对水中磷酸盐的去除效果最佳,吸附量相较于原始生物炭提升了1.6倍;当投加量为1.0 g,pH为3.0~11.0时,对浓度为15 mg/L,体积为150 mL的磷酸盐吸附去除率可达96.51%。利用SEM、BET、FTIR、XRD和XPS对改性前后生物炭的表面形貌、孔径分布、表面官能团、负载金属的晶型和反应前后的官能团的变化等进行了系统的分析,结果表明生物炭为微孔-介孔复合材料,表面的铁主要以Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>和Fe<sub>3</sub>O<sub>4</sub>的形式存在。通过不同操作条件的影响测试表明,溶液pH对磷酸盐的去除几乎无影响,在pH为3~11的范围内磷酸盐去除率均保持75%以上。共存阴离子对磷酸盐的去除影响较大,且随着阴离子浓度的提高,磷酸盐的去除率不断降低。并对改性生物炭的磷酸盐的吸附动力学曲线和等温吸附线等进行了测试。改性生物炭吸附磷酸盐的过程更符合拟二级动力学模型和Freundlich模型,表明铁改性生物炭对磷酸盐的吸附过程是以化学吸附为主同时物理吸附参与的多层吸附过程。结果表明,铁改性生物炭对水中磷酸盐的去除具有较好的应用前景,为开展农业废弃物的回收与资源化利用提供了理论支撑。
来源：2026年第3期
《水处理技术》期刊编辑部
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