La2O2CO3海膽狀微球吸附劑制備及除磷性能研究.pdf

1、磷不僅構(gòu)成生物體三磷酸腺苷等能源物質(zhì)的重要組成成分，也是合成核酸和某些蛋白質(zhì)的必須元素，所以磷是生物體不可或缺的營(yíng)養(yǎng)元素。在水體中，磷可以促進(jìn)水生植物生長(zhǎng)、維持水體的生態(tài)平衡，但水體中磷元素過(guò)多會(huì)導(dǎo)致水體的富營(yíng)養(yǎng)化。地表水體富營(yíng)養(yǎng)化是目前我國(guó)水污染亟須解決的問(wèn)題之一，而水體除磷又是控制水體富營(yíng)養(yǎng)的關(guān)鍵。
　　通過(guò)比較國(guó)內(nèi)外目前使用的各種除磷方法，發(fā)現(xiàn)吸附法除磷以其操作簡(jiǎn)單、效率高等優(yōu)點(diǎn)，在眾多除磷方法中備受關(guān)注。本課題也將通過(guò)制備

2、出高效吸附劑，利用吸附法達(dá)到水體除磷效果。
　　首先，本實(shí)驗(yàn)完成了吸附劑的制備和表征。采用簡(jiǎn)單的沉淀反應(yīng)合成吸附劑前體物，再經(jīng)過(guò)煅燒成型制備出了高效除磷吸附劑。運(yùn)用掃描電鏡（SEM）、透射電鏡（TEM）、X-射線衍射分析XRD、熱重分析(TG)等方法對(duì)吸附劑進(jìn)行表征，觀察吸附劑的表面形貌，分析吸附劑的物相組成。結(jié)果發(fā)現(xiàn)吸附劑是由納米棒通過(guò)有規(guī)則的團(tuán)聚而形成的海膽狀微球，既具有納米材料的吸附效果也具有宏觀上大顆粒的沉降性能。吸附材料

3、的主要成分為L(zhǎng)a2O2CO3。吸附劑的優(yōu)選實(shí)驗(yàn)表明，材料煅燒500℃時(shí)效果最好。
　　其次，進(jìn)行了吸附劑除磷性能研究。通過(guò)磷的靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)，研究了例如吸附時(shí)間、底物磷濃度、吸附劑投量、pH值以及共存離子等因素對(duì)吸附除磷效果的影響，從而得出吸附效果隨單因素變量的變化規(guī)律，確定吸附的最佳pH范圍為3~7，明確了溶液中的陰離子會(huì)在一定程度上削弱吸附劑除磷效果。準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型能更加準(zhǔn)確的描述吸附除磷過(guò)程。Freundlich吸附模型較L

4、angmuir吸附模型更能準(zhǔn)確的描述La2O2CO3吸附劑的吸附行為，25℃時(shí)，根據(jù)Langmuir吸附模型計(jì)算出吸附劑的飽和吸附量Qe=144.51mg/g。吸附的熱力學(xué)參數(shù)表明ΔG0<0，ΔS0>0，ΔH0>0，說(shuō)明反應(yīng)過(guò)程是自發(fā)性的,該過(guò)程為吸熱反應(yīng)，溶液中磷的吸附優(yōu)先發(fā)生在吸附劑表面。通過(guò)吸附劑除低濃度磷的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，La2O2CO3對(duì)低濃度磷有很好的去除效果，能將水體中磷去除到10μg/L以下，低于富營(yíng)養(yǎng)化的發(fā)生濃度。