磷是水体生物所必须的营养元素,水体中磷元素的含量直接反应了藻类生长的优劣。然而当水中磷含量过多时会导致水体富营养化,从而严重危害水体生态系统。因此,在废、污水排放之前进行可控的除磷显得尤为重要。吸附法除磷具有操作简单、污泥少等诸多优势,同时通过对吸附磷之后的吸附剂进行脱附,可以达到循环使用和磷的有效回收的目的。迄今为止,报道的除磷吸附剂的种类和数量较多,研究的重点主要集中在吸附剂材料上。论文针对现有的吸附剂普遍存在对磷的吸附容量低、吸附速率慢或难以分离等不足,采用电沉积作材料制备的方式,制备了一系列纳米结构的多孔稀土吸附剂,对水溶液中的磷进行可控的吸附,开展了以下五个方面的研究:1)多孔氢氧化镨纳米线吸附剂的电沉积制备和除磷性能研究;2)多孔氢氧化镧纳米结构吸附剂的电沉积制备和除磷性能研究;3)多孔氢氧化钕纳米线的电沉积制备吸附剂以及除磷性能;4)多孔二氧化铈纳米线吸附剂电沉积制备和除磷性能研究;5)多孔二氧化铈纳米线阵列吸附剂的电沉积制备和除磷性能的研究。在电沉积制备氢氧化镨纳米线吸附剂和除磷性能研究中,实验采用一步法恒电流制备了具有纳米线形貌和多孔结构的吸附剂。该吸附剂具有较大比表面积100.2 m2/g,独特的多孔结构和表面大量的羟基作为活性位点,使得其具有较高的吸附容量(129.0 mg P/g)和吸附速率快的特点。吸附等温线数据的拟合显示,相比较于Freundlich方程,Langmuir吸附模型的相关性系数更高,说明吸附过程为单分子层吸附;在考察吸附容量随不同时间而变化时发现,准二级动力学方程的相关性系数为0.999,说明吸附遵循准二级动力学方程,显示了吸附过程为化学吸附。范特霍夫方程拟合的吸附热力学数据说明,吸附的过程是自发的、放热的过程。此外,吸附容量对p H的耐受范围较广,在p H为3.0-10.0之间时,吸附剂保持较好吸附效果;共存负一价的阴离子HCO3-,Cl-和NO3-对吸附剂的吸附性能影响较小,而负二价的阴离子CO32-和SO42-的影响较大。在电沉积制备氢氧化镧纳米结构吸附剂和除磷性能研究中,通过调节恒电流制备的电流强度,制备了具有不同形貌的吸附剂。结果显示,在一定电流强度下制备出多孔纳米线结构的氢氧化镧具有较好的吸附效果。通过吸附剂表征发现,该类吸附剂具有较大比表面积119.1 m2/g,独特的多孔结构和表面大量的羟基作为活性位点,使得其具有较快的吸附速率和较高的吸附容量(131.3 mg P/g)。吸附热力学数据的拟合显示,相比较于Freundlich和Dubinin-Radushkevich方程,Langmuir方程的相关性系数更高,说明吸附过程为单分子层吸附;在考察吸附容量随不同时间而变化时发现,准二级动力学方程的相关性系数为0.999,能够对吸附动力学数据进行很好的拟合,显示出吸附过程为化学吸附。吸附热力学数据显示,吸附的过程是自发的、放热的过程。此外,吸附容量随溶液的初始p H影响较小,在p H为3.0-10.0之间时,吸附剂保持较好吸附效果;共存离子负一价的阴离子HCO3-,Cl-和NO3-对吸附剂的吸附性能影响较小,而负二价的阴离子CO32-和SO42-的影响较大,并且离子浓度越大,对吸附性能的影响越大。通过对吸附完成之后的吸附剂进行表征发现,磷被吸附在吸附剂的表面,以稀土的正磷酸盐的形式存在。在合成废水的应用当中,吸附剂表现出优良的吸附效果,说明吸附剂在未来的实际应用当中具有潜在的应用价值。在电沉积制备氢氧化钕纳米结构吸附剂和除磷性能的研究中,首先通过调节恒电流制备的不同铵盐添加剂,制备了具有不同形貌的氢氧化钕纳米结构吸附剂。通过吸附性能的结果显示,具有纳米线结构的氢氧化钕具有较好的吸附效果。对纳米线结构的氢氧化钕吸附剂表征发现,该类吸附剂具有较大比表面107.4m2/g,独特的多孔结构和表面大量的羟基作为活性位点,使得其具有较高的吸附容量(131.3 mg P/g)和较快的吸附速率。吸附热力学数据的拟合显示,相比较于Freundlich和Dubinin-Radushkevich方程,Langmuir方程的相关性系数更高,说明吸附过程为单分子层吸附;在考察吸附容量随不同时间而变化时发现,准二级动力学方程的相关性系数为0.999,能够对吸附动力学数据进行很好的拟合,显示出吸附过程为化学吸附。吸附的范特霍夫方程热力学数据说明,吸附的过程是自发的、放热的过程。此外,在溶液p H为3.0-10.0之间时,吸附剂仍然保持较好的吸附容量,说明吸附随溶液的初始p H影响较小;共存负一价阴离子HCO3-,Cl-和NO3-对吸附剂的吸附性能影响较小,而负二价阴离子CO32-和SO42-的存在对吸附性能影响较大,并且离子浓度越大,对吸附性能的影响越大。在经过3次吸附-脱附再生循环后研究发现,吸附剂可以保持较高的吸附容量,说明该吸附剂具有一定的再生循环利用的价值。在电沉积制备多孔Ce O2纳米吸附剂和除磷性能研究中,实验采用一步法调节恒电流的强度,制备了不同形貌的Ce O2吸附剂。通过吸附性能的结果显示,具有纳米线形貌的Ce O2具有较好的吸附效果。该类吸附剂具有较大比表面积102.7 m2/g,表面大量的羟基作为活性位点和独特的多孔结构,使得其具有较高的吸附容量(136.6 mg P/g)和较快的吸附速率。吸附热力学数据的拟合显示,相比较于Freundlich和Dubinin-Radushkevich方程,Langmuir方程的相关性系数更高,说明吸附过程为单分子层吸附;在考察吸附容量随不同时间而变化时发现,准二级动力学方程的相关性系数为0.999,大于一级动力学的相关性系数,显示出吸附过程为化学吸附。吸附热力学说明,吸附的过程是自发的、放热的过程。此外,吸附容量随溶液的初始p H影响较小,在p H为3.0-10.0之间时,吸附剂保持较好吸附效果;共存阴离子SO42-,Cl-和NO3-对吸附剂的吸附性能影响较小,而负二价的阴离子CO32-和负一价阴离子HCO3-的影响较大并,且离子浓度越大,对吸附性能的影响越大。在经过3次吸附-脱附再生循环后研究发现,吸附剂可以保持较高的吸附容量,说明该吸附剂具有一定的再生循环利用的价值。在电沉积制备二氧化铈纳米线阵列吸附剂和除磷性能研究中,实验采用调节恒电位的强度,制备了不同形貌的Ce O2吸附剂。通过吸附性能的结果显示,具有纳米线阵列形貌的Ce O2具有较好的吸附效果。该吸附剂具有较大比表面积110.2 m2/g,独特的多孔结构和表面大量的羟基作为活性位点,使得其具有较高的吸附容量(136.6 mg P/g)和较快的吸附速率。吸附热力学数据的拟合显示,相比较于Freundlich和Dubinin-Radushkevich方程,Langmuir方程的相关性系数更高,说明吸附过程为单分子层吸附;在考察吸附容量随不同时间而变化时发现,准二级动力学方程的相关性系数为0.999,大于一级动力学的相关性系数,显示出吸附过程为化学吸附。吸附热力学说明,吸附的过程是自发的、放热的过程。此外,吸附容量随溶液的初始p H影响较小,在p H为3.0-10.0之间时,吸附剂保持较好吸附效果;共存离子SO42-,Cl-和NO3-对吸附剂的吸附性能影响较小,而负二价的阴离子CO32-和负一价的阴离子HCO3-的影响较大,并且离子浓度越大,对吸附性能的影响越大。在经过3次吸附-脱附再生循环后研究发现,吸附剂可以保持较高的吸附容量,说明该吸附剂具有一定的再生循环利用的价值。