解磷菌改性生物炭去除水中铀(Ⅵ)的效能与机理

作者：邓一博; 王国华; 谢水波^*; 张澜涛; 王晨旭; 贺珊

来源：精细化工, 2023, 40(12): 2772-2780.

DOI：10.13550/j.jxhg.20230046

• U(Ⅵ)
• 解磷菌
• 富磷生物炭
• 生物改性
• 水处理技术

采用解磷菌(PSB)对猪粪生物炭(PMBC)改性制得改性生物炭(PMBC+PSB)，探讨了其对水中U(Ⅵ)的去除效果与作用机制。采用SEM、EDS、TEM、XRD、FTIR、XPS、BET对样品进行了表征。结果表明，PMBC改性24 h制得的生物炭(PMBC+PSB24)去除U(Ⅵ)效果最佳，其内壁孔洞明显增多，其比表面积和总孔体积相较PMBC分别增加了88.1%和40.8%。当温度为30℃、pH为4、U(Ⅵ)初始质量浓度10 mg/L、PMBC+PSB24投加量0.02 g/L时，PMBC+PSB24对水中U(Ⅵ)去除率达99.46%。PMBC+PSB24对水中U(Ⅵ)最大吸附容量达533.078 mg/g，相较PMBC对水中U(Ⅵ)去除率提升26.97%，吸附过程符合Freundlich等温模型与拟二级动力学模型。PMBC+PSB24表面和菌体内部均出现放射状晶体，该晶体为变钾铀云母[K(UO2)(PO4)·3H2O]，其表面官能团丰度较PMBC提高，参与吸附的主要为羟基和磷酸基团。改性生物炭主要的除U(Ⅵ)机理为表面络合和矿化沉淀。经过5次吸附-解吸循环后改性生物炭的吸附量较新鲜改性生物炭仅下降8.90%，具有良好的再生性能。

• 单位
  土木工程学院; 南华大学