MgO改性的生物炭在水溶液中去除硝酸盐和磷：吸附等温线

《Remediation》：Removal of Nitrate and Phosphorus in Aqueous Solutions by MgO-Modified Biochars: Adsorption Isotherms

生物炭改性对氮磷吸附的影响研究。采用核桃壳和开心果壳制备生物炭，通过MgO改性提升磷吸附能力，改性核桃壳最大磷吸附容量达20.40 mg/g。硝酸盐吸附方面，未改性生物炭效果更优（6.94-5.88 mg/g）。吸附模型分析显示Langmuir模型适用性更广，但改性开心果壳Freundlich模型拟合更好。研究揭示了改性对氮磷吸附的差异化作用机制。

　　

摘要

过量营养物质负荷是全球范围内影响水质的挑战。生物炭作为一种有效的工具，通过吸附作用减少营养物质负荷，既可用于土壤改良，也可用于田地边缘的处理。本研究评估了两种常见农业副产品——核桃壳和开心果壳制成的生物炭去除水溶液中硝酸盐和磷的能力。为了提高其去除营养物质的潜力，这些生物炭被用氧化镁（MgO）进行了化学改性，从而可以对比未改性生物炭和改性生物炭的效果。批次实验表明，未经改性的核桃壳和开心果壳生物炭无法吸附磷；相反，它们会将磷酸盐释放到溶液中，使磷酸盐浓度分别增加了0.019 mg/g和0.017 mg/g。相比之下，经过MgO改性的生物炭能够有效去除磷，其中核桃壳改性生物炭的最大磷吸附能力为20.40 mg/g，而开心果壳改性生物炭的最大磷吸附能力为18.80 mg/g。在去除硝酸盐方面，未经改性的生物炭表现更好，核桃壳和开心果壳改性生物炭的吸附能力分别为6.94 mg/g和5.88 mg/g。吸附行为通过Langmuir和Freundlich等温线模型进行了分析。除了MgO改性的开心果壳生物炭外，Langmuir模型总体上提供了最佳拟合效果；对于这种生物炭，Freundlich模型能更准确地描述其吸附数据。这一发现为吸附过程提供了额外的见解，并突显了MgO改性对硝酸盐和磷去除效果的差异，为描述营养物质去除过程提供了更准确的模型。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。