球磨对生物炭表面特征及稀土钇(Ⅲ)吸附能力的影响

文献类型： 中文期刊

第一作者： 张萌萌

作者： 张萌萌;吴增学;杨尘;刘玉学;刘微;冯丁;刘晶静

作者机构：

关键词： 生物炭;红磷;稀土钇(Ⅲ);球磨改性;吸附

期刊名称： 环境科学与技术

ISSN： 1003-6504

年卷期： 2025 年 48 卷 009 期

页码： 67-78

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 生物炭是一种高芳香性多孔吸附材料，为明确球磨改性对生物炭吸附稀土离子钇（Ⅲ）(Y3+)的影响，该研究以稻壳炭（RBC）、秸秆炭（SBC）、猪粪炭（ZBC）为原料，采用球磨和加磷球磨方式改性生物炭，通过扫描电镜、X射线衍射光谱、傅里叶红外光谱分析结合单因素吸附实验（初始浓度、生物炭添加量和溶液初始pH），研究球磨对生物炭表面特征、官能团和稀土Y3+吸附能力的影响；吸附动力学揭示原始/球磨生物炭对Y3+吸附特性。结果表明，原始生物炭吸附能力大小关系为ZBC>SBC>RBC,pH升高有利于SBC和RBC及其改性生物炭对Y3+的吸附，pH为7时吸附效果最佳。球磨显著提高球磨稻壳炭（BRBC）和球磨秸秆炭（BSBC）对Y3+的吸附效果，加磷球磨进一步提升球磨红磷改性秸秆炭（BPSBC）的吸附能力。吸附过程符合准二级吸附动力学模型，偏向于化学吸附。吸附动力学拟合分析表明，球磨红磷改性稻壳炭（BPRBC）最大吸附量为（18.727±0.020） mg/g，相较于RBC提高了252%,BPSBC最大吸附量为（22.586±0.147） mg/g，比SBC提高了101%，球磨/加磷球磨对ZBC的Y3+最大吸附量无显著影响。SBC、RBC和ZBC及其球磨/加磷球磨生物炭对Y3+的主要吸附机制是表面官能团络合和沉淀作用。球磨过程显著减小了生物炭粒径，提高了其比表面积和孔容，增加了吸附位点数量，显著提高了生物炭对Y3+的吸附能力。加磷球磨将磷元素负载到生物炭上，增加了生物炭表面官能团的种类数量，进一步提高了生物炭对Y3+吸附能力。球磨/加磷球磨是提高大粒径生物炭吸附能力的有效改性方法。

分类号： X753%TQ424

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