镧改性核桃壳生物炭制备及吸附水体磷酸盐性能
2021-03-08罗元谢坤冯弋洋何秋平张克强沈仕洲王风
化工进展 2021年2期
罗元,谢坤,冯弋洋,何秋平,张克强,沈仕洲,王风
(1 农业农村部环境保护科研监测所,天津300191;2 云南农业大学资源与环境学院,云南昆明650201;3 农业农村部大理农业环境科学观测实验站,云南大理671004)
水体富营养化使水资源受到污染,水生态系统被破坏,人类健康受到威胁[1]。磷被认为是造成水体富营养化的主要限制性因子[2]。在各种除磷方法中,吸附法因具有众多优点而被深入研究探讨[3]。吸附法研究的核心在于寻找易获取、高吸附和低成本的吸附材料[4]。生物炭是生物质在缺氧条件下通过热化学转化得到的固态产物[5-6],其具有制备简单、成本低廉、吸附磷后可用于土壤改良[7-9]等特点,该领域的研究引起学者们广泛的兴趣。但多数生物炭对磷的吸附能力较弱或对磷存在负吸附现象。Yao 等[10]研究了甘蔗渣、花生壳、巴西胡椒木和竹子4种生物质热解制备的13种生物炭对磷的吸附能力,结果只有5种生物炭具备磷吸附能力,且磷最高去除率仅为3.1%,其他生物炭均释放磷,导致溶液总磷浓度升高。然而,通过金属改性方法可以有效提高生物炭吸附磷酸盐的能力。Pinto等[11]研究发现Mg 改性胡萝卜生物炭对磷的吸附能力最高可达138.00mg/g,而改性前存在负吸附现象。易蔓等[12]发现沼渣生物炭经Ca/Mg 改性对磷的吸附能力从4.13mg/g 增加到58.82mg/g。镧(La)是地壳中储量丰富的一种稀土元素,与磷酸根离子亲和力强,生成物受pH 和氧化还原电位的影响小[13-15]。此外,La还可作为稀土肥素,促进作物光合作用,提高抗氧化物酶活性,提高内源激素含量,进而提高作物产量[16]。……
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