为了实现湿地水生植物资源化利用,加强对水环境中磷污染的控制,以中国东北地区湿地典型水生植物芦苇(Phragmites australis)为生物质材料,在700℃条件下制备成生物炭,用六水合氯化镁作为改性剂对生物炭进行改性,通过SEM和能谱分析对芦苇生物炭改性前后进行表征,发现未改性的芦苇生物炭的电镜呈明显的孔隙结构,孔壁薄,孔隙排列有序,Mg元素含量仅为0.17％;而镁改性芦苇生物炭的孔隙负载了一些针状结构,且Mg元素的含量达到5.04％.说明镁离子成功负载在生物炭的表面.通过SEM、EDS、FTIR、XRD等技术对镁改性芦苇生物炭吸附磷酸盐前后进行表征,发现磷酸盐主要以MgHPO4和Mg3(PO4)2的形态吸附在镁改性生物炭上.吸附动力学实验结果表明,镁改性生物炭对磷酸盐的吸附过程符合准二级动力学模型,吸附机理是由物理吸附和化学吸附共同作用的.通过颗粒内扩散模型的分析发现吸附速率由表面吸附、液膜扩散和颗粒内扩散等共同决定.镁改性生物炭对磷酸盐的吸附热力学可以用Langmuir方程描述(R2=0.9386),表明该吸附行为主要是单分子层吸附.共存离子实验表明,HCO3?和CO32?能明显抑制镁改性生物炭对磷酸盐的吸附.经过3次解吸,镁改性生物炭吸附后的磷可全部释放.当温度为308 K,改性剂浓度为2 mol·L?1,改性生物炭投加量为2.0 g·L?1,pH为7.0时,吸附效果最佳,吸附量可达到2.37 mg·g?1.
芦苇 镁改性生物炭 水环境 磷酸盐 吸附特性