編號：CYYJ04214
篇名：層狀雙金屬氫氧化物(LDH)去除磷酸鹽的性能研究
作者：楊海燕 何文奇 吳婷 黃梅
關(guān)鍵詞： 層狀雙金屬氫氧化物(LDH) LDO 磷酸鹽 吸附 去除
機(jī)構(gòu)： 浙江大學(xué)化學(xué)工程與生物工程學(xué)院 浙江大學(xué)衢州研究院
摘要： 我國水體特別是湖泊的富營養(yǎng)化與氮磷營養(yǎng)鹽的超標(biāo)排放有關(guān).如果集中式污水處理廠的除磷效果不理想,將易引發(fā)尾水總磷超標(biāo),因此對污水處理廠二級處理過程的效能挖潛是當(dāng)下污水處理廠提標(biāo)改造的重點.層狀雙金屬氫氧化物(LDH)是新型納米吸附劑,可實現(xiàn)水體中磷元素的高效去除.研究中采用共沉淀法制備Mg/Al層狀雙金屬氫氧化物(Mg/Al-LDH)及其煅燒產(chǎn)物(Mg/Al-LDO),通過掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)、X射線衍射(XRD)、紅外光譜(FTIR)和Zeta電位等方法表征其組成和微觀形貌,借助吸附動力學(xué)和吸附等溫線探究Mg/Al-LDH和Mg/Al-LDO對磷酸鹽的吸附特點和作用機(jī)理.結(jié)果表明:①當(dāng)磷酸鹽的初始質(zhì)量濃度為10 mg/L(以P計)時,Mg/Al-LDH和Mg/Al-LDO對磷酸鹽的吸附在2 h內(nèi)快速增加并完成90%的吸附率,且它們的擬二級動力學(xué)模型(R2值均大于0.999)比擬一級動力學(xué)模型能更好地模擬磷酸鹽吸附過程,因而可以認(rèn)為Mg/Al-LDH和Mg/Al-LDO的除磷過程主要通過化學(xué)吸附或化學(xué)鍵合來實現(xiàn).②由于Mg/Al-LDH和Mg/Al-LDO的等溫吸附數(shù)據(jù)更符合Langmuir等溫吸附模型(R2值均大于0.994),說明溶液中的磷酸根應(yīng)以單分子層方式吸附在Mg/Al-LDH或Mg/Al-LDO上,它們在298 K下的最大飽和吸附量分別為84.5和122.7 mg/g.③Mg/Al-LDO在pH為3.0~11.0范圍內(nèi)具有的界面正電性,以及吸附磷酸鹽后部分恢復(fù)原有層狀結(jié)構(gòu)的能力,使得Mg/Al-LDO在寬pH范圍內(nèi)具有比Mg/Al-LDH更強(qiáng)的脫磷能力.研究顯示,Mg/Al-LDH和Mg/Al-LDO可實現(xiàn)含磷水樣的高效快速去除,從而為今后市政污水處理技術(shù)的革新提供新思路。
