鋯鈣協(xié)同負(fù)載水凝膠對磷的吸附性能

編號：CYYJ043454

篇名：鋯鈣協(xié)同負(fù)載水凝膠對磷的吸附性能

作者：葉超宇 王帥旗 潘明珠

關(guān)鍵詞： 水凝膠 磷酸鹽 鋯鈣質(zhì)量比 吸附性能 吸附動力學(xué)

機構(gòu)： 南京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院

摘要： 水環(huán)境中過量的磷酸鹽會導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化,吸附法是一種能夠有效去除磷酸鹽的方法。水凝膠因其具有成本低、環(huán)境友好和吸附容量高等優(yōu)勢被廣泛應(yīng)用于吸附磷酸鹽。以海藻酸鈉為基體制備水凝膠,通過離子交換反應(yīng)絡(luò)合對磷有高選擇性的Zr4+,同時添加Ca2+降低Zr4+的污染問題,從而制備出一種高效吸附磷酸鹽的鋯鈣@海藻酸鈉(ZrCa@SA)水凝膠。采用掃描電子顯微鏡(SEM)、傅里葉變換紅外光譜儀(FT-IR)和X射線光譜儀(XPS)表征了ZrCa@SA水凝膠的微觀形貌結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì),并進一步探究了初始磷質(zhì)量濃度、鋯鈣質(zhì)量比和溫度對水凝膠磷酸鹽吸附性能的影響。通過擬合吸附動力學(xué)模型,研究水凝膠對磷酸鹽的吸附過程。結(jié)果表明:當(dāng)鋯鈣質(zhì)量比為1∶4、初始磷質(zhì)量濃度為50 mg/L、溫度為45℃時,吸附量達(dá)到124.04 mg/g,剩余磷質(zhì)量濃度為0.12 mg/L,達(dá)到工業(yè)污水的磷排放要求(≤0.5 mg/L)。ZrCa@SA水凝膠的磷酸鹽吸附過程符合準(zhǔn)二級動力學(xué)和粒子內(nèi)擴散模型,表明Zr4+水解產(chǎn)生的—OH與磷酸鹽的配位交換(化學(xué)吸附)主導(dǎo)磷酸鹽吸附過程,且吸附過程主要被磷酸鹽在ZrCa@SA水凝膠的顆粒內(nèi)部擴散步驟所控制。