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水体富营养化作为一个全球性问题,严重影响了生态环境安全,威胁着人类社会的可持续发展。造成水体富营养化的原因之一是过量的磷输入到了水体中,因此,如何快速高效治理水体富营养化,控制湖泊中内源磷污染已经成为我们研究的热点问题。镧改性吸附剂由于其优秀的除磷效果成为了当下研究最为广泛的除磷材料之一。为了进一步降低除磷成本,提高除磷剂的稳定性和生物安全性,本文分别选取了二维(2D)层状高岭土和一维(1-D)埃洛石纳米管为吸附材料基底,采用共沉淀的方法将氯化镧和氯化铝中的镧、铝负载到基底上,并对镧铝改性层状高岭土吸附剂和埃洛石纳米管吸附剂的基本理化性质进行了测定和分析。研究了这三种改性材料在不同环境条件下对水体中正磷酸盐的吸附-解吸特性,同时结合ICP-MS分析了吸附剂的金属浸出量,探究了材料在吸附过程中的稳定性。主要研究结果如下:(1)以二维(2D)层状高岭土为基底材料,将摩尔比例为1:10(La/Al)的镧、铝离子通过共沉淀的方法负载高岭土材料上,制备出镧铝改性高岭土 Kaolin-LA,并对镧铝改性高岭土的结构进行了分析。结果显示,镧铝改性高岭土的比表面积比商用锁磷剂Phoslock(?)的比表面积高出了近100 m2g-1,是改性前高岭土的9倍左右。XRD图谱中,看到了氢氧化铝与氢氧化镧的特征峰,并且在高分辨场发射投射电镜的图像中观察到,改性后的材料表面由无规则晶格排列变为有规则的晶格排列。同时,在扫描电镜和透射电镜图像中均能明显看出改性后的层状高岭土表面由光滑变得粗糙,这些都印证了材料表面结构发生改变。根据X射线能谱图映射显示,证实了这种结构的改变是由于镧、铝均匀地负载在了高岭土表面上,并且显示镧元素占比6.4 wt%,铝元素占比3.4 wt%(2)以一维(1-D)埃洛石纳米管为主体材料,将摩尔比例为1:10(La/Al)的镧、铝离子通过热改性和共沉淀的方法负载在埃洛石材料上,制备出HNT-LA、HNT400-LA(400℃焙烧),并对埃洛石纳米管的特性进行了分析测定。结果显示,HNT-LA的比表面积在77.8m2g-1左右,比改性前的埃洛石纳米管高出了近55m2g-1,HNT400-LA的比表面积在94.0 m2g-1左右,比改性前高了近70m2g-1。XRD结果显示,改性后材料出现了明显的氢氧化铝和氢氧化镧衍射峰,证明了氢氧化镧的存在。在高分辨场发射投射电镜的图像中可观察到,HNT-LA与HNT400-LA都观察到了间距为3.3的晶格条纹,与XRD上2θ约为26.6的氢氧化镧衍射峰通过布拉格方程式计算的结果一致。同时,在扫描电镜和透射电镜图像中也印证了材料表面结构发生改变,而这种改变是氢氧化镧和氢氧化铝的存在引起的。(3)研究了三种镧铝改性吸附剂对水体中正磷酸盐的去除效果和作用机理。研究了 pH值对吸附效果的影响,发现随着pH的升高,吸附剂的吸附能力逐渐降低。HNT-LA在pH为4.0时,其对正磷酸盐的吸附量为27.2 mgP g-1,吸附量由于Kaolin-LA和HNT400-LA。同时,在在pH=6.5时,Kaolin-LA对磷酸根的解吸率为0.017%,相比与其他两种吸附材料,其对正磷酸盐的固定能力最好。通过吸附等温线更贴合Freundlich吸附等温方程,因此推测这三种镧铝改性吸附剂对磷酸盐的吸附过程主要为不规则的多分子层吸附。根据吸附动力学符合准二级方程,可推测出在吸附反应过程中,其反应机理占主导地位的为化学吸附,即该吸附反应可能受吸附材料和磷酸根离子间的电子共用或电子转移控制。并选择在pH=6.0,7.0和8.0的范围下结合ICP-MS分析测定其镧离子与铝离子的浸出浓度和浸出量,结果表明Kaolin-LA,HNT-LA和HNT400-LA三种吸附剂的铝离子浸出量远远低于Phoslock中铝离子的浸出量,说明了 Kaolin-LA,HNT-LA和HNT400-LA三种吸附剂与市售锁磷剂相比具有优异的生物安全性。并讨论了吸附剂的吸附贡献,发现吸附剂上的氢氧化镧和氢氧化铝占有主导地位。并且与锁磷剂对比了除磷成本,也表现出了优越的经济效益,为后续研究除磷吸附剂的生物安全性和降低成本提供了一定的指导意义。