强壮硬毛藻生物炭的FeCl3改性及其对磷酸盐的吸附性能

摘要：

为资源化利用绿潮藻——强壮硬毛藻Chaetomorpha valida,探索以强壮硬毛藻为原料制备生物炭用于去除水体磷酸盐的可能性,采用450、650、850℃3 种温度将强壮硬毛藻制备成生物炭,在最适温度下,用共沉淀法将金属(Fe、Mg、Al)氯化物掺入原始生物炭,制备成 3 种改性生物炭,使用比色法评估生物炭对磷酸盐的吸附能力,通过拟合动力学和等温吸附方程分析了最佳生物炭的吸附特性,并测定了最佳生物炭水体pH为 3～11 及生物炭投放量为 1～25 g/L时的磷酸盐吸附量.结果表明:650℃为最适温度,改性生物炭的磷酸盐吸附量比原始生物炭有显著提升(P＜0.05),其中BC-650-Fe吸附效果最佳,Langmuir方程拟合的最大吸附量为(31.06±0.46)mg/g,实际测量的最大吸附量为(27.70±0.11)mg/g,在 20 min左右时吸附达到平衡,通过动力学和等温吸附方程推测,BC-650-Fe对磷酸盐的吸附行为符合均匀的单分子层化学吸附;水体pH对BC-650-Fe的磷酸盐吸附量有显著影响(P＜0.05),在弱酸性和中性环境下具有较高的吸附量;随BC-650-Fe投放量的增加,磷酸盐去除率升高,去除率与单位吸附量呈负相关关系;在磷酸盐初始质量浓度为50 mg/L、最适吸附pH为6 和BC-650-Fe投放量为10 g/L的条件下,可达到最大磷酸盐去除率(93.16％).研究表明,热解温度、水体pH和生物炭投放量均对BC-650-Fe磷酸盐吸附量有较大影响,在 650℃下以FeCl3 改性的强壮硬毛藻生物炭具有良好的磷酸盐亲和力.

关键词：强壮硬毛藻、生物炭、改性、磷酸盐吸附

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分类号：S917.3;X705(水产基础科学)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;大连市创新高层次人才支持计划项目;烟台大学博士启动基金;烟台大学大学生创新创业训练计划

在线出版日期：2023-02-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：985-992