磷镁改性生物炭复合材料可控设计及对Cu（Ⅱ）、Zn（Ⅱ）的协同吸附特性研究

来源：水资源与水工程学报杂志2025年第4期北京时间：

作者：严健辉，俞缙，罗金志，蔡燕燕，黄俊峰，陈荣淋，严尊楠

单位：（华侨大学土木工程学院

摘要：针对铜、锌等重金属污染物进入河流、湖泊等地表水体导致的水质严重恶化，研发了一种可控设计的磷镁改性生物炭复合材料Mg@HAp-BC，以探究其在复杂液固比条件及多酸性环境下的高效吸附Cu(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)的机制，并采用响应面法优化Mg@HAp-BC的组成。结果表明：液固比（L/S）是影响Mg@HAp-BC吸附效率的最关键因素，当液固比为0.05时，在pH=2条件下对Zn(Ⅱ)的吸附量达到了111.639 mg/g，显著优于对照组；Langmuir模型和伪二阶动力学方程的结果显示，Mg@HAp-BC的吸附过程中，化学吸附占据主导地位，且吸附主要表现为均质单分子层吸附；XRD和SEM-EDS分析揭示，Mg@HAp-BC通过静电吸引、离子交换以及表面络合等多种机制协同进行重金属吸附。研究结果证实了Mg@HAp-BC作为一种新型绿色高效的吸附剂，在重金属污染治理方面具有广阔的应用前景。

关键词：磷镁改性生物炭,重金属,吸附机理,液固比参数（L/S）,响应面设计,复合材料

基金资助：国家自然科学基金面上项目（52278351）