美人蕉生物炭对废水中磷的吸附特征

摘要：

为了处理含磷废水和将湿地中的植物变为可以利用的资源,在300℃、500℃和700℃条件下,将湿地中常见的植物美人蕉(Cannaindica)制备成生物炭(简称为M300生物炭、M500生物炭和M700生物炭),研究美人蕉生物炭对水体中磷的吸附特征.研究结果表明,700℃下制备的美人蕉生物炭(M700生物炭)的比表面积(54.54 m2/g)和微孔面积(46.27 m2/g)都最大,孔径(2.338 nm)最小,当水体中总磷的初始质量浓度为50 mg/L时,在实验的第1440分钟,其对水体中磷的吸附量最大,为7.62 mg/g;M700生物炭对水体中磷的物理吸附能力相对最强,而利用M300生物炭和M500生物炭吸附水体中的磷,存在较大的磷释放风险;M700生物炭对水环境的酸碱度耐受范围(pH为3～11)较大,M700生物炭对中性水体(pH为7)中的磷的吸附能力最低,当水体的pH为10时,M700生物炭的磷吸附量最大;分析M700生物炭吸附磷的动力学机制发现,M700生物炭的内部化学键是影响其磷吸附量的主要因素,M700生物炭对磷的吸附过程包括表面吸附、颗粒内扩散和外部液膜扩散等多种吸附过程;与Langmuir方程和Freundlich方程相比,Langmuir-Freundlich方程能更好地描述M700生物炭对磷的吸附行为,在25℃条件下,当水体中总磷质量浓度为300mg/L时,拟合的M700生物炭对磷的理论饱和吸附量为39.24mg/g,与其实际的饱和吸附量30.85 mg/g相近;分析M700生物炭吸附磷的热力学机制发现,M700生物炭对磷的吸附行为是自发的,升温不利于M700生物炭对磷的吸附.因此,未改性的700℃下制备的美人蕉生物炭可以作为处理含磷废水的吸附剂,美人蕉是制备低成本磷吸附剂的优质原料.

关键词：美人蕉生物炭、吸附、磷

所属期刊栏目：20

分类号：X52(水体污染及其防治)

资助基金：贵州省普通高等学校科技拔尖人才支持计划;贵州省科技计划项目

在线出版日期：2023-02-08（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：754-761