铁改性生物炭对磷的吸附及磷形态的变化特征

利用农作物残体小麦秸秆为原料制备生物炭，并用氯化铁溶液改性，考察了改性后生物炭元素组成和表面官能团的变化、改性和吸附后生物炭中磷形态变化特征以及溶液初始pH的影响，分析了铁改性生物炭对磷的吸附机理。结果表明，生物炭经氯化铁溶液改性后C的质量分数大幅下降，O和Fe的质量分数大幅上升；表面的羧基含量增加，碱性官能团含量显著降低。铁改性使生物炭对磷的吸附平衡时间由改性前的60min增至120min；铁改性后，生物炭的理论最大吸附量为10.1mg·g-1，是改性前的19.4倍。改性前生物炭对磷的吸附主要是物理吸附，表现为交换态磷含量大幅增加，占吸附总量的82.1%；而铁改性生物炭主要是化学吸附，表现为铁结合态磷的增幅最大，占吸附总量的66.7%，交换态磷仅占26.6%。随溶液初始pH的增加，铁改性生物炭对磷的去除率先增加后下降，pH=7时去除率最高，去除率随pH的变化与交换态磷含量密切相关；随着pH升高，铁结合态磷有向闭蓄态磷转化的趋势。