海藻酸钠/锆@钙水凝胶的制备及其对磷的吸附研究

利用简便的方法制备了一种新型的海藻酸钠/锆@钙(SA/Zr@Ca)水凝胶材料,采用SEM、XRD对该材料进行了表征,并通过拟合吸附等温模型及吸附动力学模型,结合XPS和Zeta电位分析,研究了该材料对磷酸盐吸附的性能和机理.结果表明,该材料为非晶态的无定型材料.在溶液初始pH为2~7时,SA/Zr@Ca对磷酸盐(以PO_(4)^(3-)计)的吸附量均大于60 mg·g^(-1),pH=2时,吸附性能最佳(124.23 mg·g^(-1)).HCO_(3)^(-)、SO_(4)^(2-)和NO_(3)^(-)对SA/Zr@Ca水凝胶吸附磷酸盐的影响不大,其中,NO_(3)^(-)在pH=3的条件下对磷的吸附有轻微抑制作用,在pH为5~7时,则对磷的吸附具有促进作用.吸附动力学过程更符合粒子内扩散模型,吸附热力学过程符合Redlich-Peterson模型,且随温度的升高,反应的ΔG^(θ)降低,说明该吸附过程为自发的混合吸附过程.此外,XPS和Zeta电位分析结果表明,在初始溶液pH低于3.19时,SA/Zr@Ca水凝胶对磷的吸附通过静电吸附和配位交换实现;pH高于3.19时,吸附作用通过配位交换实现.