编号：CYYJ043454
篇名：锆钙协同负载水凝胶对磷的吸附性能
作者：叶超宇 王帅旗 潘明珠
关键词：水凝胶 磷酸盐 锆钙质量比 吸附性能 吸附动力学
机构：南京林业大学材料科学与工程学院
摘要：水环境中过量的磷酸盐会导致水体富营养化,吸附法是一种能够有效去除磷酸盐的方法。水凝胶因其具有成本低、环境友好和吸附容量高等优势被广泛应用于吸附磷酸盐。以海藻酸钠为基体制备水凝胶,通过离子交换反应络合对磷有高选择性的Zr4+,同时添加Ca2+降低Zr4+的污染问题,从而制备出一种高效吸附磷酸盐的锆钙@海藻酸钠(ZrCa@SA)水凝胶。采用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)和X射线光谱仪(XPS)表征了ZrCa@SA水凝胶的微观形貌结构和化学性质,并进一步探究了初始磷质量浓度、锆钙质量比和温度对水凝胶磷酸盐吸附性能的影响。通过拟合吸附动力学模型,研究水凝胶对磷酸盐的吸附过程。结果表明:当锆钙质量比为1∶4、初始磷质量浓度为50 mg/L、温度为45℃时,吸附量达到124.04 mg/g,剩余磷质量浓度为0.12 mg/L,达到工业污水的磷排放要求(≤0.5 mg/L)。ZrCa@SA水凝胶的磷酸盐吸附过程符合准二级动力学和粒子内扩散模型,表明Zr4+水解产生的—OH与磷酸盐的配位交换(化学吸附)主导磷酸盐吸附过程,且吸附过程主要被磷酸盐在ZrCa@SA水凝胶的颗粒内部扩散步骤所控制。
