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本文章将柠条生物质在600 ℃高温热解2 h得到柠条生物炭，然后采用电辅助改性方法，利用金属Fe、Al与Mg对柠条生物炭进行改性，合成兼具磁性和高吸附性能的γ-Al₂O₃/Fe₃O₄柠条生物炭（简称AFBC）和磁性水滑石柠条生物炭（简称FCB/MAC）。

研究了AFBC和FCB/MAC对溶液中磷酸盐的吸附作用，探讨了去除磷酸盐的机制，考察了对磷酸盐的回收利用效率。主要研究结果如下：

（1）AFBC表征分析发现，其表面粗糙，分布着γ-Al₂O₃和Fe₃O₄颗粒，γ-Al₂O₃提供大的比表面积且Fe₃O₄颗粒的饱和磁化强度为27.4 emu/g，这提高了未改性生物炭吸附磷酸盐的能力和回收利用效果。FCB/MAC表征分析观察到，Fe₃O₄颗粒和Mg-Al水滑石已成功地嵌入到生物炭基体中；Fe₃O₄磁化强度为32.9 emu/g，利于从溶液中回收。FCB/MAC的最大吸磷量为252.88 mg/g，高于大多数磁性生物炭基磷酸盐吸附剂的吸附量。

（2）溶液pH对AFBC和FCB/MAC的吸附性能影响显著。随着pH值的增加AFBC对磷酸盐的吸附量先增加后降低，吸附量最大时pH为5.0。AFBC的pH_pzc为6.8，吸附磷酸盐后pH_pzc为5.1。FCB/MAC的pH_pzc为8.2，当溶液pH＜pH_pzc时，吸附剂表面发生质子化，随着pH值的降低，吸附液中的正电荷增加，利于磷酸盐吸附。在pH＞pH_pzc时，带负电的FCB/MAC表面与磷酸盐离子之间的静电斥力增大，导致对磷酸盐的吸附减少。共存阴离子试验表明，在FCB/MAC吸附磷酸盐的过程中，存在的Cl^-、NO₃^-和SO₄^2-对磷酸盐吸附无明显影响，F^-对磷酸盐的吸附有一定影响。F^-对磷酸盐吸附的抑制可能是由于磷酸盐与F^-在吸附剂表面的结合位点之间的激烈竞争所致。但总体而言，共存阴离子对FCB/MAC吸附磷酸盐的影响很小。表明该吸附剂对磷酸盐的选择性较高，具有重要的实际应用价值。

（3）在最佳的试验条件下对AFBC和FCB/MAC吸附磷酸盐的试验结果进行了等温吸附和动力学吸附的研究。AFBC吸附动力学试验表明准二级动力学模型对磷酸盐吸附过程描述较好，Langmuir-Freundlich模型拟合了吸附等温线。说明磷酸盐在AFBC上的吸附主要是通过化学吸附来控制的。FCB/MAC吸附磷酸盐试验表明，准二级和粒子内扩散模型很好地描述了磷酸盐的吸附动力学，Langmuir-Freundlich模型很好的拟合了等温线吸附。表明FCB/MAC吸附磷酸盐的过程是多过程吸附。

（4）静电吸引和内球络合是磷吸附在AFBC上的共同机制。AFBC表面的内球络合物可能包含单齿络合物（≡AlOPO₃^2-）和双齿络合物（≡Al₂O₂PO₂^-）。FCB/MAC对磷酸盐的吸附机理包括静电吸引、表面基团的配体交换和层间阴离子交换。

（5）AFBC和FCB/MAC关于磷酸盐解吸的最佳NaOH浓度分别为1.0×10^-4 mol/L和0.1 mol/L。随着解吸次数的增加两种吸附剂的吸附量和去除率逐渐降低。经过5次循环利用试验后，AFBC对磷酸盐的去除效率仍保持在91.0%左右；FCB/MAC经过五次循环利用后去除率降低较大，由85.6%降到51.4%。5次循环利用后两种吸附剂仍具有较高的吸附水平和去除效率，是很有前景的新型磷酸盐去除吸附剂。