不同合成方法的类水滑石对磷吸附特性研究

不同合成方法制备的类水滑石其结晶度、比表面积和孔容孔径存在差异,进而影响其吸附性能。该文采用水热法和共沉淀法制备了镁铝类水滑石(LDH-H和LDH-C),研究了初始pH、吸附时间、初始浓度和共存离子等对吸附磷酸根的影响,拟合了吸附动力学和吸附等温模型。结果表明:LDH-H在pH为3~6时性能更为稳定;LDH-H和LDH-C对磷酸根的吸附更符合拟二级动力学方程和Langmuir吸附等温模型,属于单层化学吸附;LDH-H的吸附速率是LDH-C的7.2倍,两者对应的最大吸附容量分别为41.003 mg/g和22.179 mg/g;低浓度的共存离子(Cl^(-)、NO_(3)^(-)、CO_(3)^(2-)和SO_(4)^(2-))对LDH-H和LDH-C吸附磷酸根的影响较弱。结合X射线衍射、傅里叶变换红外能谱对吸附前后的材料表征结果,LDH-H吸附性能优于LDH-C的原因在于其层间离子交换作用更强。该研究可为缓解水体的富营养化和开发高效除磷吸附剂提供技术支持。

尿素分解共沉淀法中反应时间对ZnAl类水滑石结构和磷吸附性能的影响

采用尿素分解均匀共沉淀法合成了一系列反应时间不同的ZnAl类水滑石,考察了其结构特征及其对水中磷酸根的吸附性能.结果表明,随着反应时间由12 h增加至96 h,制得的ZnAl均具有典型的类水滑石层状结构,但其中的n(Zn)/n(Al)由2.06降至0.70,比表面积升至ZnAl-12的7.6倍.样品中Al比例升高引起的层板正电性增加以及样品比表面积的升高引起了ZnAl对水中磷酸根的吸附性能总体上随着其制备反应时间的增加逐渐增强,同时表明表面的物理化学吸附在磷酸根的去除过程中具有重要作用.当反应时间为24 h时,制备得到的ZnAl类水滑石由于其很高的可交换阴离子含量而具有最高的磷酸根吸附性能,其在25℃的饱和吸附量(以P计)约为34.1 mg.g-1.这说明离子交换也是一种十分重要的磷去除途径.此外,不同反应时间制得的类水滑石对磷酸根的吸附等温线表现为Langmuir型;测得的磷吸附动力学结果均符合准二级动力学方程.