铈铝氧化物对磷酸根离子的吸附行为和机制研究

中国和世界上许多国家(地区)都面临着水体磷超标引起的富营养化问题,因此研究磷的环境地球化学行为以及探索除磷技术和原理至关重要。文章以人工合成的铈铝氧化物作为吸附剂材料,研究了铈铝氧化物对磷酸根离子的宏观吸附行为和微观分子机制,考查反应时间、初始磷浓度和pH等外部条件对磷酸根在铈铝氧化物表面吸附行为和机制的影响。研究结果表明,铈铝氧化物对磷酸根的吸附在24 h内达到平衡;磷酸根的吸附等温线满足Langmuir模型,理论最大吸附量为75.5 mg·g^(-1);吸附量不随pH变化,在pH=3~10范围内均能保持较高的吸附性能。该研究进一步采用zeta点位测量、显微分析(SEM、TEM)和谱学方法(XRD、XPS)等手段,揭示了磷酸根在铈铝氧化物表面的吸附以形成内圈吸附和表面沉淀两种机制为主。该研究结果将为稀土基矿物改性材料的除磷应用提供理论指导。