颗粒状铁铜复合氧化物材料的制备及磷吸附行为研究

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磷是植物和水体藻类生长必需的营养元素,但是磷元素的大量存在会造成水体的富营养化,引发水华或赤潮频繁发生,严重破坏了水体生态环境,给人类健康以及水生生物的生存造成威胁。目前,除磷是水处理工艺的重要目标之一。吸附法除磷具有经济高效、无二次污染、易操作等特点,其中铁铜复合氧化物的吸附量高、成本低、环境友好、pH适用范围广。粉末状吸附材料便于原位生产与投加,而颗粒状吸附剂便于在吸附柱内使用,操作、维护方便。为了扩大粉末状铁铜复合氧化物的应用范围,制备了颗粒状铁铜复合氧化物吸附材料并对溶液中磷吸附行为进行了研究,主要内容如下:(1)以环保型有机高分子PVA作为粘合剂,采用挤压成型的方法,将粉末状铁铜复合氧化物制成直径1mm2mm的颗粒状铁铜复合氧化物吸附材料。(2)铁铜复合氧化物颗粒化后仍保持了较好的磷吸附效果,Freundlich等温线模型,能很好的描述该吸附剂对磷的吸附行为,最大吸附量为20.2(pH5.5),比同类颗粒状吸附剂具有一定的磷吸附优势;(3)吸附平衡时间较长,约为30h,准二级动力学与内扩散模型能很好的拟合吸附动力学曲线。(4)在较宽的pH范围(47)内,颗粒状铁铜复合氧化物保持对磷有较高吸附量;溶液中常见阴离子SiO32-对磷吸附存在一定的竞争吸附,SiO42-、HCO3-对磷的去除影响不大;阳离子Ca2+、Mg2+则能够促进磷的吸附。(5)EDS表征表明,颗粒材料的表层与内层均有磷的吸附。颗粒状铁铜复合氧化物对溶液磷的吸附过程是一个自发的吸热过程,吸附剂与磷之间形成了络合物,发生了非单分子层的化学吸附。
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