文献类型： 中文期刊

作者： 张萌萌 ¹ ; 吴增学 ¹ ; 杨尘 ¹ ; 刘玉学 ² ; 刘微 ³ ; 冯丁 ¹ ; 刘晶静 ¹ ;

作者机构： 1.江西理工大学能源与机械工程学院

2.浙江省农业科学院环境资源与土壤肥料研究所农产品质量安全全国重点实验室

3.河北大学化学与材料科学院

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。