關(guān)鍵詞：生物炭吸附磷；NaHC03前處理；表面特性；孔結(jié)構(gòu)；極性官能團

磷是生命體的必需元素，也是水體富營養(yǎng)化的限制性因子，因此廢水中磷的去除方法研究成為熱點。目前國內(nèi)外采用的除磷方法以吸附法為主，其因操作簡單、除磷效率高、處理成本低等優(yōu)點得到廣泛應(yīng)用，以生物炭為吸附劑去除廢水中的磷是一種環(huán)境友好和經(jīng)濟實惠的除磷技術(shù)，將富集磷的生物炭混入土壤以提高土壤肥力成為生物炭環(huán)境應(yīng)用的前景。

生物炭作為來源廣泛和成本低廉的環(huán)境修復(fù)材料，由生物質(zhì)原材料（如作物秸桿等）在無氧或缺氧條件下，經(jīng)過高溫裂解制備而成，因比表面積較大、孔隙結(jié)構(gòu)和官能團豐富，成為一種性能良好的吸附劑。目前常用的生物炭材料有木屑、稻殼、秸稈等，其可用作吸附劑處理廢水或固定土壤中的氮磷營養(yǎng)元素、重金屬陽離子或有機污染物。研究顯示，不同原料制備的生物炭對磷的吸附容量存在較大差異。彭啟超等制備的玉米秸稈、稻殼和稻稈生物炭，對磷的最大吸附量分別達（1.81+0.05）、（0.88+0.06）mg.g-1和（2.91+0.12）mg·g-1。向速林等對比了不同原料制備的生物炭對磷的吸附效果，吸附容量變化范圍為29.22-410.00mg·g-1，其中硬楓木屑最小，而棉質(zhì)木材生物炭最大。Chintala等的研究表明，玉米秸稈生物炭對磷的吸附容量（3.89+0.08）mg·g-1優(yōu)于柳枝稷生物炭[（1.74+0.11）mg·g-1]，并顯著高于松木屑生物炭[（0.33+0.02）mg·g-1]。研究發(fā)現(xiàn)，生物炭的比表面積、孔體積等結(jié)構(gòu)特征，表面官能團種類及含量、金屬元素含量、表面電荷等表面特性均會影響其對磷的吸附能力，同時生物炭對磷的吸附作用屬于物理化學(xué)吸附。

然而，目前研究中的大部分生物炭制備原料均含磷，且缺氧條件燒制增加生物炭灰分，直接用作除磷吸附劑可能影響其吸附效果。連神海等在篩選生物炭磷吸附劑的研究中發(fā)現(xiàn)，由木屑、毛竹和綠狐尾藻制備的生物炭表現(xiàn)出釋磷現(xiàn)象，因?qū)α椎奈叫Ч患驯粭売?，但未探究其機制。有研究使用去離子水洗、堿溶液或酸溶液前處理的方式去除生物炭中的灰分，經(jīng)KOH或H2S04處理后的小麥秸稈和豬糞生物炭，比表面積和孔體積分別增加32-135倍和7-35倍，而經(jīng)NaHC03活化的蕎麥皮生物炭比表面積和孔體積分別提高19.24%和37.93%。KOH處理后小麥秸稈生物炭表面C=O、C=C等部分有機官能團分解，經(jīng)H2S04處理的豬糞生物炭表面COOH官能團數(shù)量顯著增多，而NaHC03活化后的蕎麥皮生物炭表面極性增加，（0+N）/C由0.15增至0.24。截至目前，鮮有研究關(guān)注水或酸堿溶液洗滌對生物炭本底磷的去除效果，洗滌前后生物炭磷吸附能力的變化及影響因素亦不明晰。相較于強酸堿溶液處理，NaHC03對生物炭酸堿性的影響更為溫和，作為土壤速效磷提取的常用試劑，具備去除生物炭易釋放磷及不影響其后續(xù)環(huán)境應(yīng)用的潛力，可成為前處理方法的備選，但該處理方法對生物炭理化性質(zhì)及磷吸附效果的影響鮮見報道。

綜上，試驗以9種常見生物質(zhì)廢棄物，包括水稻秸稈、蘆葦秸稈、玉米秸稈、椰殼、杏核、桃核、木屑、毛竹以及玉米芯為原料制成生物炭，并根據(jù)其來源分為秸稈、殼核及其他3類。使用NaHC03溶液對生物炭進行前處理，借助掃描電鏡、能譜和孔徑分析等表征手段探究該處理方法對生物炭理化性質(zhì)的影響；基于等溫吸附實驗和等溫吸附模型擬合，分析處理前后生物炭磷吸附效果的變化，討論生物炭孔結(jié)構(gòu)和表面性質(zhì)對其吸附磷的控制機制。研究結(jié)果可為生物炭材料在含磷廢水處理中的經(jīng)濟高效應(yīng)用及富磷生物炭的環(huán)境應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1生物炭材料及前處理方法

試驗選取3類典型生物質(zhì)廢棄物為原料燒制的生物炭，包括秸稈（水稻SD、蘆葦LW和玉米YM）、殼核（椰殼YK、杏核XH和桃核TH）及其他（木屑MX、毛竹MZ和玉米芯YMX）共9種，所有材料均購自河南立澤環(huán)?？萍加邢薰?。所有生物炭均在缺氧條件下燒制，溫度為500℃，時間2-3h。NaHC03前處理方法在土壤速效磷提取方法的基礎(chǔ)上進行改進，通過預(yù)試驗選擇生物炭磷提取效果顯著、試劑用量小、與生物炭表面反應(yīng)充分的處理方式，即將9種生物炭按照固液比1：4加入濃度為1mol·L-1的NaHC03溶液，放入恒溫?fù)u床內(nèi)振蕩15min。振蕩結(jié)束后將生物炭濾出，并用蒸餾水重復(fù)清洗3次。

1.2生物炭理化性質(zhì)表征

對NaHCO3處理前后生物炭樣品的PH值、元素組成、表面官能團、孔結(jié)構(gòu)和形貌等理化性質(zhì)進行表征。使用《木質(zhì)活性炭試驗方法pH值的測定》（GB/T12496.7-1999）測定各類生物炭的pH值；使用元素分析儀（Elementar Vario EL cube，德國）測定各類生物炭樣品中C、H、0和N4種元素含量，分別使用H/C和（0+N ）/C比值代表生物炭的芳香性和極性；采用X射線光電子能譜分析儀（Thermo Scientif'ic K -Alpha X，美國）測得生物炭表面C、0、N、Fe、Ca、Mg元素的相對含量，借助CasaXPS軟件對Cls精細譜進行分峰處理，結(jié)合能為284.5-284.6、285.1-285.5、285.6-286.4eV和287.8-289.6 eV的峰面積占比分別對應(yīng)C=C／C-C、C-H、C-0和C=0官能團的相對含量。通過傅里葉變換紅外光譜儀（Bruker Tersor 27，德國）在波數(shù)400-4 000 cm-1范圍內(nèi)記錄生物炭的紅外光譜信息。使用掃描電子顯微鏡（ZEISS Sigma 300，德國）觀察生物炭表面孔結(jié)構(gòu)及微觀形貌。生物炭的BET比表面積、孔體積和平均孔徑均使用自動化學(xué)物理吸附儀（ASAP 2460 3.00，美國）測定。

1.3生物炭磷釋放量測定與磷吸附等溫線實驗

稱取未經(jīng)處理的各類生物炭0.5g，放人40mL玻璃瓶中，加入0.01 mol·L-1 NaCI溶液，蓋緊瓶蓋后置于旋轉(zhuǎn)混合器中恒溫（25℃）旋轉(zhuǎn)（8r·min-1）振蕩72h。取出樣品瓶，靜置24h后吸取上清液，經(jīng)0.45um濾膜過濾后，用《水質(zhì)總磷的測定鉬酸銨分光光度法》（GB 11893-1989）測定游離態(tài)磷濃度（mg·L-1），并計算為單位質(zhì)量生物炭的磷釋放量（mg·kg-1）。

采用批試驗方法獲得NaHC03處理后生物炭對磷的吸附等溫線。稱取0.5g各類生物炭樣品置于一系列40mL玻璃瓶中，加入0.01mol·L-1NaCl溶液和一定體積的KH2P04儲備液，使得瓶中磷起始濃度分別為5、10、20、50、100mg·L-1，蓋緊瓶蓋后置于旋轉(zhuǎn)混合器中恒溫（25℃）旋轉(zhuǎn)（8r·min-1）振蕩72h。待吸附平衡后，取出樣品瓶，靜置24h后采用相同的方法測定吸附平衡時游離態(tài)磷濃度，根據(jù)質(zhì)量平衡計算得到各起始濃度下生物炭對磷的吸附容量。磷釋放量測定的每種生物炭、吸附等溫線的每個磷起始濃度均設(shè)置2個平行，相對偏差lt;5%。

1.4吸附參數(shù)計算與吸附等溫模型擬合

使用式（1）計算磷在生物炭上的固液分配系數(shù)分別采用Freundlich[式（2）]和Dubinin-Radushkevich吸附等溫模型式（3）-式（5）]對吸附數(shù)據(jù)進行擬合。

1.5數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計分析

采用SPSS 19.0軟件進行單因素方差和相關(guān)性分析，不同字母表示組內(nèi)數(shù)據(jù)存在顯著差異（Plt;0.05），借助Canac0 5進行生物炭理化性質(zhì)與吸附特征參數(shù)間的冗余分析。吸附等溫模型擬合使用SigmaPlot10.0軟件，磷釋放量及生物炭對磷的吸附等溫線的可視化借助Origin 2021軟件完成。

2結(jié)果與分析

2.1前處理對生物炭孔結(jié)構(gòu)及表面特性的影響

NaHC03處理前后生物炭孔結(jié)構(gòu)和表面特性的表征結(jié)果如表1所示。由表1分析可知，NaHC03處理后各類生物炭的pH值范圍由3.47-10.13變?yōu)?.21-9.37，生物炭均趨向于弱堿性。不同類別生物炭的孔結(jié)構(gòu)參數(shù)差異較大，殼核類生物炭比表面積最大，達（738.73+396.11）m2·g-1，顯著高于秸稈類和其他類生物炭（Plt;0.05），其中椰殼生物炭比表面積（1051.45m2·g-1）是玉米芯生物炭（3.48m2·g-1）的302倍；各類生物炭的孔體積呈現(xiàn)出與比表面積一致的規(guī)律。經(jīng)NaHC03處理后，各類生物炭的比表面積和孔體積總體呈增加趨勢（但椰殼和木屑除外），比表面積和孔體積的增幅分別為2.70%-110.84%和1.42%-123.80%。其中秸稈類生物炭在處理后增幅最大，比表面積和孔體積的增幅分別為72.14%±53.36%和73.42%±53.44%。

根據(jù)元素組成計算，反映生物炭芳香性（H/C）和極性[（0+N）／C]的指標(biāo)顯示（表1），殼核類生物炭芳香性（0.03+0.01）顯著高于秸稈類和其他類（0.29+0.07、0.13+0.05），極性則呈相反趨勢，秸稈類（0.33+0.18）和其他類生物炭（0.36+0.22）高于殼核類（0.12±0.03）。NaHC03溶液處理顯著提高生物炭的芳香性（Plt;0.05），除蘆葦秸稈、桃核與木屑外，各類生物炭芳香性增幅范圍為5.56%-29.41%；各類生物炭中僅有毛竹和玉米芯生物炭極性略微升高，增幅分別為12.06%和10.61%．NaHC03溶液處理總體降低生物炭的極性，降幅范圍為13.18%-46.34%。Cls的分峰結(jié)果顯示，經(jīng)NaHC03溶液處理后，生物炭的芳香性官能團（C-C/C=C、C-H）占比整體呈增加趨勢，增加比例范圍為2.96%-37.57%；極性官能團（C-0和C=0）在處理后的占比整體呈減小趨勢，減小的比例范圍為10.40%-60.36%。本研究僅在部分生物炭表面檢出Fe、Ca或Mg元素，其相對含量均lt;1%，且生物炭類別或NaHC03處理的影響未表現(xiàn)出明顯規(guī)律。

NaHC03溶液處理前后各類生物炭的紅外吸收圖譜如圖1所示。由圖1可知，殼核類生物炭吸收峰少而扁平，分別在3416、1549cm-1和1111cm-1處有羥基、芳香族基團和亞甲基的伸縮振動峰，與之相比，秸稈類和其他類生物炭吸收峰多且尖銳，在3100-3500cm-1區(qū)間內(nèi)的羥基伸縮振動峰強于殼核類生物炭。NaHC03處理對各類生物炭吸收峰的位置和形狀無影響，吸收峰強度的變化不明顯，即NaHC03處理導(dǎo)致的各類生物炭表面官能團的變化在FTIR分析中無法顯示。

生物炭形貌結(jié)構(gòu)分布情況如圖2所示，由圖2可知，各類生物炭均具有形似蜂窩狀的孔結(jié)構(gòu)分布，且殼核類生物炭表面更粗糙，在孔道壁上還布有諸多小孔（圖2標(biāo)注箭頭），這與殼核類生物炭比表面積和孔體積顯著大于另兩類生物炭的事實相符。選取NaHC03處理后比表面積和孔體積顯著增大的3種生物炭進行SEM表征（圖2LW、YM和TH），結(jié)果顯示NaHC03前處理清除了生物炭表面的灰分與孔道內(nèi)的雜質(zhì)，孔道更通順。

2.2前處理對生物炭吸附磷效果的影響

各類生物炭材料在NaHC03處理前會向溶液中釋放磷，釋放量如圖3a所示。秸稈類[（426.22±110.67）mg·kg-1]和其他類（385.00+32.21）mg·kg-1]生物炭磷釋放量顯著高于殼核類（171.67+3.93）mg·kg-1（Plt;0.05），其中磷釋放量最大的水稻秸稈生物炭[（568.33+35.36） mg·kg-1]是桃核生物炭[（78.33+3.47）mg·kg-1]的7.3倍。經(jīng)NaHC03處理后，生物炭對磷的吸附等溫線如圖3b所示，由圖3b可知，在試驗磷濃度范圍內(nèi)各類生物炭對磷的吸附能力未表現(xiàn)出明顯差異，尤其是較低磷起始濃度（0-20mg·L-1）條件下，3類生物炭對磷吸附的腸值接近，變化范圍為50.38-271.45 L·kg-1。當(dāng)磷起始濃度超過50mg·L-1時，其他類[（238.67+33.32）L·kg-1]和殼核類[（224.73+7.46）L.kg-1]生物炭對磷吸附的值高于秸稈類[（191.05±12.76）L·kg-1]。

進一步使用Freundlich和Dubinin- Radushkevich等溫吸附模型對數(shù)據(jù)進行擬合，結(jié)果如表2所示，兩個模型均能較好地擬合吸附數(shù)據(jù)，R2均在0.958以上。Freundlich等溫吸附模型擬合結(jié)果顯示，呈現(xiàn)出殼核類生物炭高于其他類和秸稈類的規(guī)律，但差異不顯著，與腸的趨勢一致；非線性指數(shù)n值均接近1，說明各類生物炭對磷的吸附接近線性吸附，但秸稈和其他類n值存在超過1的情況，即存在非單分子層吸附，而殼核類生物炭的n值略小于1，反映出其存在相對較高能量的吸附點位。Dubinin-Radushkevich等溫吸附模型擬合結(jié)果顯示，各類生物炭對磷的吸附過程中，吸附能變化范圍為5.85-7.29kJ·mol-1，總體呈現(xiàn)殼核類生物炭（7.24+0.09）kJ·mol-1gt;其他類生物炭[（6.75+0.38）kJ·mol-1]gt;秸稈類生物炭[（6.11±0.22）kj·mol-1]的規(guī)律，與Freundlich模型擬合n值反映的殼核類生物炭磷吸附的高能點位最多情況一致。

3討論

3.1前處理對生物炭性質(zhì)的影響

本試驗發(fā)現(xiàn)各類生物炭經(jīng)NaHC03處理后，比表面積與孔體積整體呈增大趨勢，這與以往研究使用酸或堿溶液處理生物炭得到的結(jié)果一致。如劉總堂等用不同濃度KOH對小麥秸稈進行堿洗處理，其比表面積與孔體積分別增加32-135倍和14-35倍，在堿炭質(zhì)量比為2：1時，增加程度最大。江汝清等用0.06mol·L-1的H2S04對豬糞生物炭進行前處理，酸洗后豬糞生物炭比表面積和孔體積分別擴大38倍和7倍。與之相比，NaHC03溶液處理提升生物炭比表面積和孔體積的能力弱于酸堿處理，但提升的原理類似，前處理過程可減少生物炭表面灰分與雜質(zhì)，打開封閉孔道進而提高生物炭的比表面積與孔體積。元素組成和XPS的表征結(jié)果均顯示NaHC03處理提高生物炭的芳香性、降低極性，但表面官能團的變化在FTIR表征結(jié)果中未能體現(xiàn)。趙潔等使用NaOH對不同燒制溫度的水稻秸稈進行處理，發(fā)現(xiàn)生物炭芳香性（H/C）的增幅范圍為80%-100%，幅度大于本試驗結(jié)果，處理后生物炭灰分或雜質(zhì)的減少、表面芳香結(jié)構(gòu)暴露的增多可能是NaHC03處理提高生物炭芳香性的原因。劉總堂等和江汝清等對生物炭使用酸堿處理后，發(fā)現(xiàn)小麥秸稈生物炭表面C=C減少，豬糞生物炭表面C=0官能團數(shù)量顯著增多，即酸堿溶液處理可提高生物炭表面的極性官能團含量，這與本試驗結(jié)果不同。NaHC03溶液無法產(chǎn)生酸堿處理時高濃度的H+或OH-，卻可與生物炭表面的H+或OH-發(fā)生中和反應(yīng)，降低其表面極性，使處理后各類生物炭的pH均趨向于弱堿性，尤其是YMX的pH值由處理前的3.47升至7.99。NaHC03較強酸堿處理對生物炭pH的影響更溫和，更適合作為生物炭環(huán)境應(yīng)用的前處理方法。

3.2前處理對生物炭磷吸附能力的影響

本試驗發(fā)現(xiàn)，NaHC03前處理可將各類生物炭由磷的釋放源變?yōu)槲絼斩掝惡推渌惿锾苛揍尫帕扛哂跉ず祟?。磷是植物生長的必需營養(yǎng)元素，不同植物類型和器官磷含量的差異可能是導(dǎo)致秸稈類生物炭磷釋放量高于殼核類生物炭的原因。目前關(guān)于生物炭吸附磷的研究中，常用去離子水將生物炭清洗至中性，但鮮有研究報道生物炭自身的磷釋放現(xiàn)象，該現(xiàn)象可能被吸附試驗中較高的磷起始濃度（gt;100mg·L-1）掩蓋。連神海等使用去離子水對多種生物炭進行前處理，發(fā)現(xiàn)綠狐尾藻等生物炭在磷起始濃度低于10mg·L-1時，磷釋放量范圍達20-300mg·kg-1，低于本研究結(jié)果。經(jīng)去離子水處理的玉米秸稈生物炭比表面積為8.26m2·g-1。10mg·L-1和100mg·L-1起始濃度時對磷吸附的值分別為23.53mg·L-1和1.87L·kg-1，均低于本研究相同類型生物炭對磷吸附的值（162.47L-kg-1和186.20L·kg-1）。張雨禾等使用70%的H2S04溶液處理竹炭，發(fā)現(xiàn)當(dāng)磷起始濃度為50mg·L-1時，磷吸附量由2.51mg·g-1增長到3.50mg·g-1，該數(shù)值略低于本研究中相同磷起始濃度條件下NaHC03處理毛竹生物炭的磷吸附量3.88mg·g-1。在同類型生物炭比表面積等性質(zhì)接近的前提下，NaHC03前處理生物炭表現(xiàn)出了對磷更強的吸附能力。NaHC03前處理除去生物炭表面和孔道中灰分與雜質(zhì)的同時，HC03通過離子交換作用將生物炭表面的H2P04置換，暴露出更多的磷吸附點位，進而提高生物炭對磷的吸附能力，尤其是在低磷起始濃度條件下。

3.3生物炭表面特性和孔結(jié)構(gòu)對其磷吸附能力的影響

為探討生物炭性質(zhì)與磷吸附間的關(guān)系，以生物炭吸附磷能力參數(shù)為響應(yīng)變量，分別以生物炭的表面特性（官能團相對含量、芳香性和極性）和孔結(jié)構(gòu)（比表面積、孔體積和孔徑）為環(huán)境因子進行冗余分析，結(jié)果如圖4所示。由圖4可知，生物炭表面特性和孔結(jié)構(gòu)指標(biāo)對磷吸附能力的累積解釋貢獻率分別為93.88%和43.79%，表明生物炭表面特性對磷吸附能力的影響更顯著。生物炭表面特性指標(biāo)中，僅有C-C/C=C基團相對含量的影響達到顯著水平（Plt;0.05），解釋率達37.70%；孔結(jié)構(gòu)指標(biāo)的影響均未達顯著水平（Pgt;0.05），比表面積解釋貢獻率最大（39.80%）。Deng等發(fā)現(xiàn)，富鈣海泡石一甘蔗渣生物炭復(fù)合材料比表面積是大理石一甘蔗渣生物炭的1.47倍，但其對磷的吸附量（128.21mg·g-1）僅有大理石一甘蔗渣生物炭（263.17mg·g-1）的48.61%，比表面積不是決定生物炭吸附磷主要因素的結(jié)果與本研究一致。

本試驗使用的9種生物炭比表面積變異系數(shù)高達128.24%，但對磷的吸附能力差距很小，為去除比表面積的影響，進一步探討生物炭吸附磷的控制機理，使用生物炭比表面積對吸附等溫線中磷的吸附平衡容量進行標(biāo)化，結(jié)果如圖5所示。由圖5可知，MX、YMX和YM生物炭標(biāo)化后對磷的吸附能力顯著高于其他生物炭，殼核類生物炭吸附能力最弱。結(jié)合表1生物炭的表面特性發(fā)現(xiàn)，吸附能力最強的3種生物炭的極性和含氧官能團相對含量（C-0與C=0之和）顯著高于其他生物炭，且C-0僅在這3種生物炭中檢出。王書燕等關(guān)注生物炭吸附磷前后的官能團情況，發(fā)現(xiàn)吸附磷之后C-0和C=0含量降低，尤其是C-0含量；Wang等研究鑭改性橡木生物炭對磷的吸附性能發(fā)現(xiàn)，C-0相關(guān)的堿性官能團對吸附磷具有重要作用。以上研究均發(fā)現(xiàn)生物炭表面的極性官能團，尤其是C-0是其磷吸附能力的重要因素，C-0含量越高，對磷的吸附能力越強，這與本研究結(jié)果一致。生物炭表面的含氧官能團是其與磷酸根形成絡(luò)合物，或配位形成單齒或雙齒配合物的基礎(chǔ)。

本試驗發(fā)現(xiàn)Dubinin-Radushkevich等溫吸附模型擬合的E均lt;8kJ·mol-1。根據(jù)文獻報道，Elt;8kJ．mol-1為物理吸附，介于8-16kJ·mol-1屬于離子交換吸附，而gt;16kJ·mol-1則為化學(xué)吸附，因此，9種生物炭對磷的吸附以物理吸附（范德華力）為主，這與梁帆帆等報道的生物炭吸附磷為物理化學(xué)作用的研究結(jié)果不同。生物炭對磷的吸附作用力屬性受多種因素的共同控制，包括生物炭的表面特性、孔結(jié)構(gòu)、磷起始濃度、溶液的水化學(xué)條件等，本研究使用的9種生物炭表面特性和孔結(jié)構(gòu)差異顯著，但對磷的吸附能力較為接近且均以物理吸附為主。王書燕等發(fā)現(xiàn)，生物炭表面的金屬元素，如Fe、Ca、Mg等可通過共沉淀、形成離子鍵或配體交換等化學(xué)作用吸附磷酸鹽，本試驗中生物炭對磷的吸附以物理吸附為主，這可能與生物炭表面較低的金屬元素含量有關(guān)。有研究指出，未經(jīng)處理的水稻秸稈生物炭和玉米秸稈生物炭，經(jīng)堿處理和金屬改性的花生殼生物炭和菌渣生物炭對磷吸附的主導(dǎo)機理均包含靜電吸引和配體交換作用，即前處理未改變生物炭與磷酸鹽間的主導(dǎo)吸附作用力。本試驗使用的生物炭在處理前均表現(xiàn)為釋放磷，導(dǎo)致無法獲取其磷吸附機理，針對NaHC03前處理對生物炭磷吸附機理的影響，需要以磷釋放量不顯著的生物炭為對象，進一步探索。

4結(jié)論

（l）NaHC03前處理可使秸稈類、殼核類和其他類生物炭的pH趨向于弱堿性，提高了各類生物炭的比表面積和孔體積，增幅范圍分別為2.70%-110.84%和1.42%-123.80%，整體提高各類生物炭的芳香性（C=C），H/C增幅為5.56%-29.41%，同時降低生物炭極性官能團（C-0和C=O）含量，（O+N）/C降幅為13.18%-46.34%。

（2）原始生物炭的磷釋放量范圍為78.33-568.33mg·kg-1，經(jīng)NaHC03處理后，各類生物炭對磷表現(xiàn)出近似的吸附能力，殼核類和其他類生物炭對磷的吸附能力略高于秸稈類生物炭。

（3）生物炭表面特性（芳香性、極性和表面官能團）對其磷吸附能力的影響大于孔結(jié)構(gòu)（比表面積、孔體積和孔徑）；經(jīng)比表面積標(biāo)化后，木屑、玉米芯和玉米秸稈生物炭對磷的吸附能力最強，C-0官能團含量是關(guān)鍵因素，其含量越高越利于磷的吸附。

（4） Dubinin-Radushkevich擬合的吸附自由能范圍為5.85-7.29kJ·mol-1，說明各類生物炭對磷的吸附作用以物理吸附為主。