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FeOOH改性玄武岩纤维整体式材料对磷的去除性能及机理
1
作者
王锐
谢中奎
+5 位作者
何亚倬
李坤
税奇军
邓远方
向文军
魏世勇
《环境工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第12期4028-4036,共9页
尽管微纳米材料具有优异的环境净化功能,但直接应用微纳米材料具有潜在的生态环境威胁。本研究以惰性玄武岩纤维为基底材料,通过表面活化-Fe3+原位水解方法制备功能性整体式材料(FeOOH@BF)并研究其对水中磷的去除性能。X-射线衍射(X-ray...
尽管微纳米材料具有优异的环境净化功能,但直接应用微纳米材料具有潜在的生态环境威胁。本研究以惰性玄武岩纤维为基底材料,通过表面活化-Fe3+原位水解方法制备功能性整体式材料(FeOOH@BF)并研究其对水中磷的去除性能。X-射线衍射(X-ray diffraction, XRD)测试显示,在玄武岩纤维表面原位生长的羟基氧化铁(FeOOH)具有α、β两种晶体相结构。FeOOH的附着导致惰性玄武岩纤维表面具有丰富的活性铁羟基吸附位点。吸附结果表明,FeOOH改性的玄武岩纤维整体式材料可有效去除水中的磷酸根。当水中磷含量超过V类地表水质量标准10倍时,5 g·L^(-1)的FeOOH@BF对水中磷的去除率高于80%。FeOOH@BF对水中磷的去除率随着磷初始质量浓度和pH的增大而降低。动力学吸附结果表明,FeOOH@BF对水中磷的吸附过程在达到饱和吸附以前适合用准一级动力学吸附方程描述。吸附饱和后的FeOOH@BF在0.05 mol·L^(-1)的HNO_(3)溶液中经过浸泡12 h再生后,其对磷的吸附容量出现明显的降低,但仍能有效去除水中的磷酸根;当饱和吸附后的FeOOH@BF在HNO_(3)溶液中浸泡24 h再生后,FeOOH@BF仍可有效去除水中的磷且吸附性能趋于稳定。FeOOH@BF材料表面的铁羟基发生去质子化释放H+离子,导致磷酸根质子化形成HPO_(4)^(2-),并进一步与材料表面的铁羟基发生配体交换、离子交换和氢键等作用,进而被玄武岩纤维表面包覆的FeOOH所吸附。
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关键词
玄武岩纤维
羟基氧化铁
整体式材料
磷
吸附
原文传递
题名
FeOOH改性玄武岩纤维整体式材料对磷的去除性能及机理
1
作者
王锐
谢中奎
何亚倬
李坤
税奇军
邓远方
向文军
魏世勇
机构
四川文理学院化学化工学院纤维复合材料技术重点实验室
湖北民族大学化学与环境工程学院
达州市质量技术监督检验测试中心
四川文理学院智能制造学院
出处
《环境工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第12期4028-4036,共9页
基金
国家自然科学基金地区项目(42067007)
四川文理学院高层次人才科研启动基金(2022GCC07Z)
纤维材料复合技术重点实验室基金(XWCL202201)。
文摘
尽管微纳米材料具有优异的环境净化功能,但直接应用微纳米材料具有潜在的生态环境威胁。本研究以惰性玄武岩纤维为基底材料,通过表面活化-Fe3+原位水解方法制备功能性整体式材料(FeOOH@BF)并研究其对水中磷的去除性能。X-射线衍射(X-ray diffraction, XRD)测试显示,在玄武岩纤维表面原位生长的羟基氧化铁(FeOOH)具有α、β两种晶体相结构。FeOOH的附着导致惰性玄武岩纤维表面具有丰富的活性铁羟基吸附位点。吸附结果表明,FeOOH改性的玄武岩纤维整体式材料可有效去除水中的磷酸根。当水中磷含量超过V类地表水质量标准10倍时,5 g·L^(-1)的FeOOH@BF对水中磷的去除率高于80%。FeOOH@BF对水中磷的去除率随着磷初始质量浓度和pH的增大而降低。动力学吸附结果表明,FeOOH@BF对水中磷的吸附过程在达到饱和吸附以前适合用准一级动力学吸附方程描述。吸附饱和后的FeOOH@BF在0.05 mol·L^(-1)的HNO_(3)溶液中经过浸泡12 h再生后,其对磷的吸附容量出现明显的降低,但仍能有效去除水中的磷酸根;当饱和吸附后的FeOOH@BF在HNO_(3)溶液中浸泡24 h再生后,FeOOH@BF仍可有效去除水中的磷且吸附性能趋于稳定。FeOOH@BF材料表面的铁羟基发生去质子化释放H+离子,导致磷酸根质子化形成HPO_(4)^(2-),并进一步与材料表面的铁羟基发生配体交换、离子交换和氢键等作用,进而被玄武岩纤维表面包覆的FeOOH所吸附。
关键词
玄武岩纤维
羟基氧化铁
整体式材料
磷
吸附
Keywords
basalt fiber
FeOOH
monolithic material
phosphate
adsorption
分类号
X703 [环境科学与工程—环境工程]
原文传递
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
FeOOH改性玄武岩纤维整体式材料对磷的去除性能及机理
王锐
谢中奎
何亚倬
李坤
税奇军
邓远方
向文军
魏世勇
《环境工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023
0
原文传递
已选择
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参考文献
引证文献
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