摘要

为实现湿地植物(菖蒲)的资源化利用,以NaOH进行预处理,以FeSO4为改性剂,通过热解制备了改性菖蒲生物炭(MBC),探究热解温度、改性剂浓度、添加量、溶液初始pH和共存离子对生物炭吸附磷的影响,并通过SEM-EDS、FT-IR、XRD和元素组成等手段对生物炭进行表征。结果表明,相较于未改性的菖蒲生物炭(BC),MBC对磷的吸附效果明显增强,在热解温度为673 K、改性剂浓度为1.0 mol·L-1时制得的MBC吸附除磷效果最好,磷去除率和平衡吸附容量分别为98.48%、24.62 mg·g-1。改性后,生物炭材料的亲水性和极性得到提高,总比表面积、微孔比表面积和微孔孔容大幅增加。材料表面成功负载了铁氧化合物,主要以Fe3O4和-Fe2O3晶体形式存在。MBC最佳投加量为0.2 g·L-1,其对磷酸盐的吸附行为良好符合准二级动力学模型,且Langmuir等温吸附模型能更准确的描述MBC对磷酸盐的吸附特征。MBC对污水水质pH具有较宽的适应范围并对磷酸根离子具有较强的选择吸附性。