镧铁羟基氧化物修饰还原氧化石墨烯复合电极材料电吸附除磷效能及机理研究

污水处理厂尾水中低浓度PO^(3-)_(4)的排放是水体中总磷的主要来源,是导致水体富营养化的重要原因之一,对其开展深度去除的应用基础性研究具有重要的理论意义和实践价值.复合金属氧化物材料表现出较好PO^(3-)_(4)吸附能力,但仍然存在吸附速率较慢的问题.本研究采用溶剂热、复合薄膜压片法制备了镧铁羟基氧化物(LaFeOxHy)修饰还原氧化石墨烯(rGO)复合电极材料(LaFe-rGO),LaFe-rGO复合电极材料显著提高了对PO^(3-)_(4)的吸附速率,5 min可达到吸附平衡,在1.2 V电压下对PO^(3-)_(4)的最大吸附量为108.69 mg·g^(-1).提出了基于晶格氧提供活性位点及LaFe-rGO双电层电容电促吸附除磷机理,LaFe-rGO复合电极材料中晶格氧La-O与Fe-O同时对PO^(3-)_(4)吸附提供吸附位点,PO^(3-)_(4)与材料中的La/Fe键合以形成内球表面复合物La/Fe-PO4,掺杂在rGO表面上的LaFeOxHy增加了电极材料电容并提高了其电化学活性,促进了LaFe-rGO复合电极材料对PO^(3-)_(4)的吸附.