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氮和磷是水体中最受关注的两种污染物,过量的氮和磷排入水体将引起水体富营养化。因此,开发高效的环境功能材料同步去除水体中氮和磷具有重要意义。本文以同步去除水体中氨氮和磷酸盐、硝酸盐和磷酸盐为目标,结合沸石的内部结构和表面特性,研究了氢氧化钠改造-氧化镧调控沸石(Z-Na-La)和沸石-纳米零价铁镍复合材料(Z-Fe/Ni)的制备过程以及环境因素对调控沸石同步脱氮除磷的影响规律,深入研究了沸石调控和污染物去除机理。研究得出了 Z-Na-La的最佳调控工艺条件为NaOH浓度1.0 mol/L,LaCl3溶液 pHI0,LaCl3浓度 0.4%,焙烧温度 200℃。SEM-EDS、FTIR 和 XPS 表征发现,Na+通过离子交换作用进入沸石骨架,La3+则是通过与Ca2+交换和表面共沉淀的方式进入沸石孔道或负载于表面。酸性环境有利于氨氮和磷酸盐的去除,二者的最高去除率分别达到82%和98%。共存Na+、K+抑制氨氮吸附,而Ca2+、Mg2+影响较小;Cr、SO42-和N03-几乎不影响磷酸盐去除,而HCO3-起抑制作用。准二级动力学和Langmuir模型可更好地描述Z-Na-La吸附氨氮和磷酸盐特征,二者最大吸附容量分别为21.5和17.2 mg/g,优于大部分同步去除二者的材料。氨氮和磷酸盐吸附速率的主要控制步骤为颗粒内扩散,吸附为自发的吸热过程。ICP-MS、FTIR、Zeta和XPS测试结果表明,氨氮主要通过离子交换作用去除,磷酸盐的主要去除机理则为内层络合作用。研究获得了 Z-Fe/Ni最佳制备条件为无水乙醇浓度70%、Fe与沸石负载比1:4、Fe3+与BH4-摩尔比1:5、Ni负载量1.0%。TEM测试结果表明,纳米零价铁均匀分散于沸石表面,其颗粒尺寸均小于25nm;XRD、FTIR、XPS和Zeta测试结果发现,沸石载体可提高纳米零价铁镍(Nano-Fe/Ni)的稳定性和反应活性。在相同溶液初始pH条件下,Z-Fe/Ni去除硝酸盐和磷酸盐的效果优于Nano-Fe/Ni,且其对溶液pH的依赖程度低于Nano-Fe/Ni;共存HCO3-、SO42-和HA对硝酸盐和磷酸盐的去除有抑制作用,而Cl-具有促进作用。硝酸盐可促进Z-Fe/Ni去除磷酸盐,而磷酸盐对硝酸盐的去除具有抑制作用。研究得出了 Z-Fe/Ni与硝酸盐和磷酸盐的反应路径。SEM-EDS、XRD、FTIR和XPS结果表明,Z-Fe/Ni去除硝酸盐为催化还原作用,磷酸盐则主要通过化学沉淀和络合作用去除。本文的研究结果将为环境功能矿物材料的调控和应用提供理论基础,为纳米零价铁与载体的协同作用机制研究提供借鉴。