纤维氧化镁改性生物炭及其磷吸附研究

作     者：梁海 乔鑫宇 刘慧鑫 孙洋 刘诗毅 李长龙 王新 孙兆楠 LIANG Hai;QIAO Xinyu;LIU Huixin;SUN Yang;LIU Shiyi;LI Changlong;WANG Xin;SUN Zhaonan

作者机构：营口理工学院辽宁省化学助剂合成与分离重点实验室营口115014 大连理工大学化工学院大连116024 营口菱镁化工集团有限公司营口115100 

出 版 物：《环境科学学报》 (Acta Scientiae Circumstantiae)

年 卷 期：2023年第43卷第5期

页      面：261-270页

核心收录：

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 

基　　金：辽宁省“兴辽英才计划”项目(No.XLYC2007185) 辽宁省教育厅高等学校基本科研项目面上项目(No.LJKZ1202) 营口理工学院引进人才科研启动经费项目(No.YJRC202001) 

主　　题：生物炭 氧化镁 纤维氧化镁改性生物炭(FMgO-BC) 磷 吸附 废水 

摘      要：以农业废弃物花生壳为原料,在氯化镁、活性氧化镁水溶液中经陈化、热解得到纤维氧化镁改性生物炭(FMgO-BC).同时,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、比表面积分析(BET)等手段对FMgO-BC的组成、形貌进行了表征,并探索了FMgO-BC对磷废水的吸附动力学、颗粒内扩散、等温吸附及竞争吸附.结果表明,制备的FMgO-BC呈多孔结构且纤维状氧化镁交织嵌在生物炭表面,提供了大量的活性位点,同时,FMgO-BC呈规则、分层的孔隙结构,有利于吸附质的传输.在废水pH为3~10范围内,FMgO-BC对废水中磷酸盐具有较高的吸附能力.吸附动力学研究表明,FMgO-BC对磷酸盐的吸附复合准二级动力学模型,对于100 mg·L^(-1)的含磷废水在1 h即可达到吸附平衡.等温吸附拟合得到FMgO-BC的理论最大吸附量为625.63 mg·g^(-1).FMgO-BC的磷吸附机理主要包括MgO质子化、静电吸附、络合等方式.因此,纤维氧化镁修饰生物炭能够显著提升生物炭对于废水中磷的吸附能力与速率.