铀矿开采和水冶过程中产生的含铀废水，通常呈酸性（pH 2-4），且含有大量竞争性的硫酸根、钙、镁等共存离子。常规的吸附材料在此极端条件下对铀的吸附容量和选择性往往大打折扣。磷酸盐基团对铀酰离子（UO₂²⁺）具有极强的络合能力，能在酸性条件下形成非常稳定的、难溶的磷酸铀酰络合物。因此，将磷酸盐基团通过稳定的化学键接枝到廉价的生物炭表面，是制备高性能酸性含铀废水吸附剂的理性设计。
本研究采用一种极其简便的方法：将松木屑浸泡在50%磷酸溶液中，然后在400-600℃下热解，一步完成生物质的碳化和磷酸盐基团的化学接枝。所制备的磷酸盐功能化生物炭（P-BC），XPS和固态核磁共振分析证实其表面生成了大量以C-P-O和C-O-P键牢固结合的磷酸盐基团，它们在强酸性环境（pH 2）中也极为稳定，不会水解脱落。批次吸附实验表明，在pH 3.0至5.0的酸性范围内，P-BC对铀(VI)的最大吸附容量高达280mg/g，是未改性生物炭的近20倍。吸附动力学极快，在15分钟内即可达到平衡容量的90%以上。
即使在含有高浓度SO₄²⁻、Ca²⁺、Mg²⁺等竞争离子的模拟酸性矿山废水中，P-BC对铀的分配系数依然高达1.5×10⁴ mL/g，展现了卓越的选择性。扩展X射线吸收精细结构光谱（EXAFS）和XPS分析从分子层面揭示了其吸附机理：铀酰离子主要通过形成内层双齿络合物，与生物炭表面相邻的两个磷酸根进行配位，形成极其稳定的“磷酸铀酰”络合物。吸附铀后的P-BC，使用0.5M Na₂CO₃溶液即可进行原位再生，经过6个吸附-再生循环后，其吸附性能未见显著衰减。该研究为酸性工业废水中铀的高效、选择性去除和回收提供了强大的吸附材料。
