农业环境科学学报

作者：马迪,高熙韧,孟真,王燊,于飞,李春杰,滕春红

单位：东北农业大学植物保护学院, 哈尔滨 150030,东北农业大学植物保护学院, 哈尔滨 150030,东北农业大学植物保护学院, 哈尔滨 150030,东北农业大学植物保护学院, 哈尔滨 150030,内蒙古自治区赤峰市敖汉旗农牧局, 内蒙古 赤峰 024300,中国科学院东北地理与农业生态研究所, 哈尔滨 150081,东北农业大学植物保护学院, 哈尔滨 150030

关键词：苹果酸改性,莠去津,生物炭,吸附特性,

基金：中国科学院战略性先导科技专项（XDA28070305）

为探究苹果酸改性生物炭的结构特征和吸附性能，深入理解其吸附机制，为吸附水体环境中残留的莠去津提供可行的方法，本研究以铁观音茶叶梗为原料，在400、500、600℃和700℃下分别制备出TBC-400、TBC-500、TBC-600和TBC-700 4种茶叶梗生物炭，并筛选出吸附性能最佳的TBC-700，同时通过苹果酸梯度改性获得改性生物炭MTBC-1、MTBC-2和MTBC-3。采用扫描电镜、比表面积分析、傅里叶红外光谱等手段对原始及苹果酸改性生物炭进行结构表征分析，结合批量吸附实验探究其对水体中莠去津的吸附特性。结果表明：改性后生物炭的比表面积显著提升（MTBC-1比TBC-700提高了1.17倍），灰分降低57.97%~72.75%，微孔比例增加，表面极性官能团增多。吸附过程符合Langmuir等温模型，为放热反应。且动力学模型符合伪一级动力学模型和伪二级动力学模型，MTBC-1对莠去津的最大吸附量达24.95 mg·g-1，较未改性生物炭提高95.84%，且经5次再生后仍保持初始吸附率的95.54%。苹果酸改性降低了生物炭表面的芳香性，与原始生物炭相比极性增大。比表面积增大、孔结构发育更加完全、生物炭表面的极性官能团增多，使改性生物炭能够吸附更多的莠去津。吸附机制主要包括氢键作用、π-π电子供体-受体作用及静电吸引等多种机制。

来源：2025年第11期

《农业环境科学学报》期刊编辑部

查看农业环境科学学报杂志2025年第11期