Page 237 - 《精细化工》2023年第12期

第 12 期 邓一博，等: 解磷菌改性生物炭去除水中铀(Ⅵ)的效能与机理 ·2779·

多的吸附位点，暴露出更多的官能团，有助于提高 的固定 U(Ⅵ)机理主要为矿化沉淀和官能团表面络
其固定 U(Ⅵ)效率，与本研究类似。综上，PSB+PMBC 合，如图 12 所示。

图 12 PMBC+PSB 吸附矿化 U(Ⅵ)示意图
Fig. 12 Schematic diagram of adsorbent and mineralization U(Ⅵ) by PMBC+PSB

2.8 PSB+PMBC 的吸附再生性能 负反馈，被分解的营养元素首先被细菌自身消耗，
PBS+PMBC 在循环利用过程中对 U(Ⅵ)的去除 本实验中最适改性时间为 24 h。因此，选定合适的改
率如图 13 所示。用 0.1 mol/L Na 2 CO 3 溶液处理已吸 性时间是改善材料性能的关键因素之一。
附 U(Ⅵ)的 PSB+PMBC，第 1 次循环使用对 U(Ⅵ) （3）PSB 对 PMBC 改性后，其理化性质改变，
去除 率为 99.46% ，随着循 环次 数的 增加 ， 提升了吸附容量、速率和稳定性，参与吸附的主要
PSB+PMBC 对 U(Ⅵ)的去除率降低，但 5 次循环使 基团有羟基、羧基、磷酸基。相较物理、化学改性，
用后对 U(Ⅵ)的去除率仍能达 90.60%，仅下降 生物改性更为安全、高效、无污染，且改性后 PSB
8.90%，说明吸附-解吸对 PSB+PMBC 的物理化学结 仍具活性，在生物炭表面和菌株内部均形成了结构
构影响极小。本文结果证实了吸附剂重复利用的可 稳定的矿物晶体 K(UO 2 )(PO 4 )•3H 2 O，矿化沉淀和官
能性，这对 PSB+PMBC 的实际应用具有重要意义。 能团表面络合是其去除水中 U(Ⅵ)的主要机制，且在
pH 条件波动时仍具出色的去除效果。
（4）本研究对土壤中铀的污染修复也具有借鉴
意义。生物炭因其高比表面积和总孔体积可减少磷
的损失，有助于 PSB 在土壤中长期有效地稳定铀等
重金属，未来的研究可进一步考虑优化生物炭、PSB
种类，以及与各领域新型材料相结合。

参考文献：
[1] KUIPPERS G, MORRIS K, TOWNSEND L T, et al. Biomineralization
of uranium-phosphates fueled by microbial degradation of isosaccharinic

acid (ISA)[J]. Environ Sci Technol, 2021, 55(8): 4597-4606.
图 13 循环利用次数对 PSB+PMBC 除(Ⅵ)性能的影响 [2] PALANSOORIYA K N, WONG J T F, HASHIMOTO Y, et al. Response
Fig. 13 Effect of recycling number on U(Ⅵ) removal of microbial communities to biochar-amended soils: A critical
performance by PSB+PMBC review[J]. Biochar, 2019, 1(1): 3-22.
[3] HU S Q (胡世琴), YANG B (杨斌), FAN J (范甲), et al. Adsorption
behavior of amino-functionalized tobacco leaf biochar on U(Ⅵ) in
3 结论 wastewater[J]. Fine Chemicals (精细化工), 2021, 38(12): 2566-
2508.
[4] WANG J. Preparation, modification and environmental application of
（1）当温度为 30 ℃、pH 为 4、U(Ⅵ)初始质量
biochar: A review[J]. Journal of Cleaner Production, 2019, S0959-
浓度 10 mg/L、PMBC+PSB24 投加量 0.2 g/L 时， 6526(19): 31373.
PMBC+PSB24 对水中 U(Ⅵ)去除率达 99.46%。 [5] BHATNAGAR A, HOGLAND W, MARQUES M, et al. An overview of
the modification methods of activated carbon for its water treatment
（2）PMBC 的改性时间与其固铀效果并非简单
applications[J]. Chemical Engineering Journal, 2013, 219: 499-511.
的线性关系，一定时段内菌株达到稳定后便会产生 [6] YU H, WU X, ZHANG G, et al. Identification of the phosphorus-