硫酸改性竹生物质炭对磷的吸附特性研究

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为探究硫酸改性竹生物质炭(HBC)对水体中无机磷的吸附特性,本文使用硫酸对竹生物质炭进行了改性,以提升生物质炭对无机磷的吸附性能,研究利用比表面积法(BET)、扫描电镜(SEM)和红外光谱(FTIR)研究改性前后生物炭结构与性质的变化,并通过吸附试验研究了无机磷浓度、时间和溶液pH值等因素对HBC吸附无机磷的影响。结果表明,HBC硫酸改性的比表面积和总孔隙体积相比于原生物炭分别提高了51.91%和39.87%;原竹炭和HBC硫酸改性的等温吸附过程符合Langmuir模型,相关系数均大于0.996,属于单分子层吸附;硫酸改性极大地提高了竹生物质炭对无机磷的吸附能力,最大吸附量Q_m为7.45mg·g~(-1),较原竹生物质炭提高了39.7%;动力学结果表明,伪二级动力学方程可以较好地描述改性前后2种生物炭对无机磷的吸附过程,相关系数均大于0.986,且对平衡吸附量的模拟结果(3.53 mg·g~(-1),5.17 mg·g~(-1))与实际测定值(3.54 mg·g~(-1),4.96 mg·g~(-1))基本吻合;在pH1.0-13.0的范围内,生物炭对溶液中无机磷的吸附量随pH值增大而下降。研究表明,硫酸改性能够显著提高竹生物质炭材料对于水体磷酸盐的吸附效果,对自然水体中无机磷的阻截有很好的应用前景。
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