竹基N、P共掺杂活性炭的制备及其镧离子吸附性能

采用磷酸氢二铵为活化剂和N、P源，竹屑为碳源，通过一步热解法制备N、P共掺杂活性炭，并将其用于高效去除水溶液中的La³⁺.分析了活化温度和pH值对La³⁺吸附性能的影响，并通过TG-IR、SEM-EDX、孔隙结构、XPS以及亲水性等探究其活化和吸附机制.结果表明，磷酸氢二铵在高温下容易分解产生氨气和磷酸，对物料起到活化作用，促进活性炭比表面积和孔隙容积的提高；作为N、P源，磷酸氢二铵的添加成功实现了活性炭的N、P共掺杂，而含N、P官能团的引入是提升La³⁺吸附量的关键.其中，石墨氮可以提供La³⁺—π键间的相互作用，C—P＝O和C/P—O—P可通过络合作用和静电作用为吸附La³⁺提供活性位点.La³⁺在N、P共掺杂活性炭上的吸附是吸热和自发的，吸附过程符合Langmuir等温式和二级动力学模型.在活化温度为900℃，pH=6的工艺条件下，N、P共掺杂活性炭的吸附量高达55.18 mg·g^-1，比未掺杂样品高2.53倍，并且其在La³⁺/Na⁺和La³⁺/Ca²⁺共存体系中对La³⁺的吸附选择性分别达到93.49%和82.49%，经过5次连续的吸附-解吸循环实验去除效率仍高于54%.

Preparation of Bamboo-based N, P Co-doped Activated Carbon and Its Lanthanum Ion Adsorption Performance