【摘 要】
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纳米二氧化钛（nTiO2）被广泛应用于去除水体中的重金属。磷酸盐作为水体中普遍存在的无机阴离子，能够对重金属离子在nTiO2上的吸附特征产生影响。本文聚焦磷酸盐存在条件下nTiO2胶体颗粒对典型重金属离子(Zn2+和Cd2+)的吸附行为，以电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-OES）测定吸附平衡后水相中重金属离子的浓度。通过批量吸附实验考察不同水化学条件下（离子强度和共存阴离子）,磷酸盐对nTiO
【基金项目】
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国家自然科学基金项目（21707081）； 中国冶金地质总局科研项目（CMGBKY202205）；
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纳米二氧化钛（nTiO2）被广泛应用于去除水体中的重金属。磷酸盐作为水体中普遍存在的无机阴离子，能够对重金属离子在nTiO2上的吸附特征产生影响。本文聚焦磷酸盐存在条件下nTiO2胶体颗粒对典型重金属离子(Zn2+和Cd2+)的吸附行为，以电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-OES）测定吸附平衡后水相中重金属离子的浓度。通过批量吸附实验考察不同水化学条件下（离子强度和共存阴离子）,磷酸盐对nTiO2胶体颗粒吸附水体中Zn2+和Cd2+特征的影响规律。采用经典吸附等温线模型对实验数据进行拟合，并结合纳米颗粒的Zeta电位和粒径变化等表征手段揭示了相关吸附机制。研究发现：（1）磷酸盐的存在能有效地增强重金属在nTiO2上的吸附，Zn2+和Cd2+的最大吸附量分别由121.1mg/g和84.7mg/g增加至588.3mg/g和434.8mg/g,增加了3.8～4.1倍。这主要由于磷酸盐能够通过桥连作用形成金属-磷酸盐-nTiO2三元络合物以及增加重金属离子和胶体颗粒之间的静电引力，从而增强nTiO2对重金属离子的吸附。（2）背景溶液中离子强度的增加会降低nTiO2对重金属离子的吸附效果。当背景溶液中离子强度（NaCl浓度）从0增加至10mmol/L时，nTiO2与金属离子之间的静电吸引会减弱，同时Na+与重金属离子竞争nTiO2表面吸附位点亦降低了nTiO2对重金属离子的吸附。（3）共存竞争性阴离子（如Cl-、NO-3和SO■）会削弱磷酸盐对nTiO2吸附金属离子的增强作用，抑制顺序为：SO■＞NO-3＞Cl-,即与其离子半径的数量级成反比。这是由于共存阴离子与磷酸盐竞争nTiO2表面的吸附位点所致。研究结果表明，磷酸盐可以显著地增强nTiO2对重金属离子的去除效能，但是去除效能的大小会受到背景溶液中水化学条件的影响。
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