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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(Canna indica)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300 mg/L时，拟合的M700生物炭对磷的理论饱和吸附量为39.24 mg/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。
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单位安顺学院
