MgO改性玉米秸秆水热炭对铵态氮的吸附机理研究

来源：中国土壤与肥料杂志2025年第11期北京时间：

作者：刘继营，王思楠，房坤，王慈，沈志远，刘金华，张忠庆，杨靖民

单位：1.吉林农业大学资源与环境学院，吉林 长春 130118 ;2.吉林省农业科学院水稻研究所，吉林 长春 130118

摘要：为了解决生活废水中过量铵态氮引起的富营养化问题，以农田废弃物玉米秸秆为原料，制备了 0%、3%、 5%、7% 4 种不同浓度梯度 MgO 改性的水热炭，研究了其对铵态氮的动力学和热力学，用傅里叶变换红外光谱、 扫描电镜对水热炭吸附铵态氮前后进行了表征分析，深入探讨了其吸附的机理。结果表明，不同 MgO 改性水热炭对铵态氮的吸附动力学符合准二级动力学方程（R2 ＞0.99），吸附热力学符合 Langmuir 方程（R2 ＞ 0.87）。Van’t Hoff 热力学（ΔGθ＜0，ΔHθ＞0）表明，不同改性水热炭对铵态氮的吸附是自发的吸热反应，且随着吸附温度的升高，水热炭对铵态氮的吸附量逐渐增大；不同浓度梯度 MgO 改性水热炭均对铵态氮溶液的吸附能力显著提高， 其中 5% MgO 改性的水热炭对铵态氮的吸附能力最大，在 45℃条件下，最大平衡吸附量达到 9.23 mg/g 以上，提高了 117.7% 以上，最大吸附量为 14.76 mg/g，提高了 38.20%。研究结果为氧化镁改性水热炭吸附废水中铵态氮提供新途径。

关键词：玉米秸秆;MgO 改性;水热炭;铵态氮;吸附

基金资助：国家重点研发项目子课题（批准号：2023YFD1500604-2）