《表4 不同方法改性生物炭的磷吸附能力》

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《改性生物炭制备条件对磷吸附性能的影响》

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本研究进一步比较了相同热解条件下不同方法的改性生物炭对水体磷吸附效果的影响。800℃下经过金属氧化物改性后的生物炭对磷酸盐的去除效果均要高于KOH活化的生物炭，吸附性能从高到低依次为：EC>BC/CM>BCC>BCM>BCK（表4和图4）。菌渣与鸡蛋壳两种原料混合煅烧后制备的生物炭对磷的吸附效果比其他3种处理组高，这是因为鸡蛋壳的主要成分为Ca CO3，在800℃高温热解过程中能够完全分解为Ca O和CO2，CO2的形成可以起到活化剂的作用，使材料的孔隙进一步扩大（Liu et al.，2019），而纯Ca O处理组中生物炭上所负载的钙含量与鸡蛋壳处理组差异较小，但磷吸附量却存在显著差异，进一步证明了CO2的扩孔作用。生物炭上所负载的Ca O及少量Mg（OH）2、Mg O亦可以与水中的磷酸盐结合生成羟基磷灰石Ca5（PO4）3（OH）、Ca（H2PO4）和Mg（H2PO4）2沉淀（王胜丹，2018），从而提高磷去除率。由于浸渍改性的生物炭未进行孔隙率的提高，Ca/Mg双金属氧化物改性生物炭对磷的吸附效果略低于鸡蛋壳改性。这一结果表明，通过鸡蛋壳热解过程的造孔作用可以极大提高氧化钙复合生物炭的孔隙结构，即使不大量添加氧化镁，同样可以获得较好的磷吸附性能，证明了生物炭孔隙结构在提高其磷吸附性能中的重要作用。但金属氧化物负载的处理组吸附效果显著高于纯扩孔处理组，这也再次证明了生物炭表面Ca O及Mg O的负载，与XRD结果一致。钙、镁离子的存在不仅改变了生物炭表面的电荷性质，且增加了其表面活性位点，从而增强了生物炭对磷吸附的选择性。整体来看，通过鸡蛋壳原料混合而制备的前改性生物炭具备扩孔及金属氧化物负载的双重功效，吸附能力更佳。