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水体中的磷浓度过高会对许多自然水体造成很大的负面影响，导致严重的农业污染、富营养化等环境问题，阻碍水资源的有效利用。为寻求环境友好、价格低廉的新型磷吸附材料，本文用木质素磺酸钙(Calcium lignosulfonate,CL)作为生物炭的原材料，并在不同热解温度(400℃和800℃)下，通过铁(Fe)和镁(Mg)改性制备木质素环酸钙衍生炭(CL derived carbon,CLDC)例如CLDC400、CLDC800、Fe-CLDC400、Fe-CLDC800、Mg-CLDC400和Mg-CLDC800材料用于去除水中磷酸盐，为生物炭在废水除磷领域的工业化应用提供了理论指导，为回收水中可溶性磷资源提供了新思路。
通过扫描电镜仪、比表面积分析仪、X射线衍射仪和X射线光电子能谱等仪器对CLDC400、CLLDC800、Fe-CLDC400、Fe-CLDC800、Mg-CLDC400和Mg-CLDC800材料进行了形貌分析。结果表明，吸附前Fe-CLDC中的Fe元素主要以FeCl2和Fe3+的形态存在，在吸附后以Fe3+和FePO4/Fe2(SO4)3的形态存在；Mg-CLDC中的的Mg在吸附前以MgO和MgCl2的形态存在，吸附后以Mg3(PO4)2、MgHPO4的形态存在。为了比较这几种衍生炭材料的吸附磷性能，在含磷微环境下进行了间歇吸附研究。考虑了初始溶液pH(2-12)、磷浓度(0-50mg/L)、吸附剂量(0-6g/L)、吸附温度(30℃和50℃)等因素，评价了CLDC400、CLDC800、Fe-CLDC400、Fe-CLDC800、Mg-CLDC400和Mg-CLDC800炭材料吸附前后的主要特征。
研究结果表明，CLDC样品除磷过程均符合Freundlich吸附等温线模型和伪二阶动力学模型。根据Langmuir模型，CLDC400和CLLDC800(50℃)的最大吸附容量为分别53.22和17.77mg/g；Fe-CLDC400和Fe-CLDC800的最大吸容量分别为37.12和93.40mg/g；Mg-CLDC400和Mg-CLDC800的最大吸容量分别为89.40、117.60mg/g。CLDC类材料除磷机理主要有：吸附、络合反应、离子交换、化学沉淀和静电吸引。
通过扫描电镜仪、比表面积分析仪、X射线衍射仪和X射线光电子能谱等仪器对CLDC400、CLLDC800、Fe-CLDC400、Fe-CLDC800、Mg-CLDC400和Mg-CLDC800材料进行了形貌分析。结果表明，吸附前Fe-CLDC中的Fe元素主要以FeCl2和Fe3+的形态存在，在吸附后以Fe3+和FePO4/Fe2(SO4)3的形态存在；Mg-CLDC中的的Mg在吸附前以MgO和MgCl2的形态存在，吸附后以Mg3(PO4)2、MgHPO4的形态存在。为了比较这几种衍生炭材料的吸附磷性能，在含磷微环境下进行了间歇吸附研究。考虑了初始溶液pH(2-12)、磷浓度(0-50mg/L)、吸附剂量(0-6g/L)、吸附温度(30℃和50℃)等因素，评价了CLDC400、CLDC800、Fe-CLDC400、Fe-CLDC800、Mg-CLDC400和Mg-CLDC800炭材料吸附前后的主要特征。
研究结果表明，CLDC样品除磷过程均符合Freundlich吸附等温线模型和伪二阶动力学模型。根据Langmuir模型，CLDC400和CLLDC800(50℃)的最大吸附容量为分别53.22和17.77mg/g；Fe-CLDC400和Fe-CLDC800的最大吸容量分别为37.12和93.40mg/g；Mg-CLDC400和Mg-CLDC800的最大吸容量分别为89.40、117.60mg/g。CLDC类材料除磷机理主要有：吸附、络合反应、离子交换、化学沉淀和静电吸引。