生物炭Mg/Al-LDHs复合材料对磷的吸附特性及机理

作者：程福龙; 聂凡贵; 赵嫦欣; 吴小群; 卢绢; 蒋德敏; 潘杰^*

来源：农业工程学报, 2021, 37(02): 226-234.

• 复合材料
• 吸附作用
• 磷酸盐
• 生物炭
• 水滑石

为有效控制水体富营养化和实现农业废弃物资源化利用,以生物炭作为类水滑石(Layered Double Hydroxide,LDHs)的载体,采用共沉淀法制备出生物炭镁铝水滑石复合材料(Mg/Al-LDHs@BC),并研究其对水中磷酸盐的吸附特性。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、Zeta电位仪、傅立叶红外光谱仪和X射线光电子能谱对其进行表征。结果表明,花瓣状Mg/Al-LDHs成功负载到生物炭表面上。Mg/Al-LDHs@BC对磷酸盐的吸附动力学过程更符合准二级动力学模型,等温吸附过程更适合Langmuir模型来描述,拟合得到的最大吸附量达71.37mg/g,高于Mg/Al-LDHs,同时较生物炭提升约9倍。Mg/Al-LDHs@BC的零点电荷为5.39,在酸性条件下对磷酸盐的吸附性能优于碱性条件。Cl-和NO3-对Mg/Al-LDHs@BC吸附磷酸盐干扰较小,吸附量仅分别下降3.66和5.93 mg/g;CO32-和SO42-对其干扰较大,吸附量分别下降了19.64和15.93 mg/g。Mg/Al-LDHs@BC对磷酸盐的吸附机理主要涉及阴离子交换、静电吸引和配体交换。研究结果可为农业废弃物资源化利用及水体富营养化防治提供理论依据。

• 单位
  重庆三峡学院