不同铁氧化物对磷酸盐模拟废水的吸附实验研究

磷是植物生长所必需的营养元素之一,但水中过量的磷酸盐容易造成水体的富营养化,影响水生态平衡。另一方面,铁是地壳中丰度较大的金属元素之一,主要以铁氧化物的形态存在于环境中。铁氧化物在自然界中常见的纳米立方体(HNCs)和纳米晶体(HNPs)两种类型。不同类型的铁氧化物其原子排列结构不同,其界面特性不一样,从而导致该界面对水中磷酸盐的吸附机制不同。本文以含磷酸盐模拟废水为研究对象,探讨合成不同铁氧化物(HNCs和HNPs)对磷酸盐模拟废水的吸附特性。结果表明:在反应的前15分钟,两种铁氧化物对模拟磷酸盐废水的吸附速率都非常快速,反应30分钟时基本达到吸附平衡,HNCs和HNPs对模拟废水中磷酸盐的吸附过程受物理吸附和化学吸附共同控制。随着磷酸盐初始浓度的增加,两种铁氧化物HNCs和HNPs对磷酸盐去除率持续升高。随着反应温度的升高,HNCs和HNPs对废水中磷酸盐的去除率也提高,表明铁氧化物对磷酸盐的吸附过程是吸热反应;相同条件下HNCs比HNPs对模拟废水中磷酸盐的吸附效果更好。随着共存盐离子浓度的增加,磷酸盐去除率持续升高;共存盐离子对HNCs吸附废水中磷酸盐的促进作用稍差于HNPs,说明HNCs和HNPs对磷酸盐的吸附作用主要是表面络合和静电作用。