解磷菌改性生物炭去除水中铀(Ⅵ)的效能与机理

作     者：邓一博 王国华 谢水波 张澜涛 王晨旭 贺珊 DENG Yibo;WANG Guohua;XIE Shuibo;ZHANG Lantao;WANG Chenxu;HE Shan

作者机构：南华大学土木工程学院湖南衡阳421001 南华大学铀矿冶生物技术国防重点学科实验室湖南衡阳421001 

出 版 物：《精细化工》 (Fine Chemicals)

年 卷 期：2023年第40卷第12期

页      面：2772-2780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] 0828[工学-农业工程] 0903[农学-农业资源与环境] 

基　　金：国家自然科学基金青年基金项目(51904155)。 

主　　题：U(Ⅵ) 解磷菌 富磷生物炭 生物改性 水处理技术 

摘      要：采用解磷菌(PSB)对猪粪生物炭(PMBC)改性制得改性生物炭(PMBC+PSB),探讨了其对水中U(Ⅵ)的去除效果与作用机制。采用SEM、EDS、TEM、XRD、FTIR、XPS、BET对样品进行了表征。结果表明,PMBC改性24 h制得的生物炭(PMBC+PSB24)去除U(Ⅵ)效果最佳,其内壁孔洞明显增多,其比表面积和总孔体积相较PMBC分别增加了88.1%和40.8%。当温度为30℃、pH为4、U(Ⅵ)初始质量浓度10 mg/L、PMBC+PSB24投加量0.02 g/L时,PMBC+PSB24对水中U(Ⅵ)去除率达99.46%。PMBC+PSB24对水中U(Ⅵ)最大吸附容量达533.078 mg/g,相较PMBC对水中U(Ⅵ)去除率提升26.97%,吸附过程符合Freundlich等温模型与拟二级动力学模型。PMBC+PSB24表面和菌体内部均出现放射状晶体,该晶体为变钾铀云母[K(UO_(2))(PO_(4))·3H_(2)O],其表面官能团丰度较PMBC提高,参与吸附的主要为羟基和磷酸基团。改性生物炭主要的除U(Ⅵ)机理为表面络合和矿化沉淀。经过5次吸附-解吸循环后改性生物炭的吸附量较新鲜改性生物炭仅下降8.90%,具有良好的再生性能。