氫氧化鑭摻雜氧化鋁去除水體磷酸鹽性能研究

劉 濤，居小秋，鄭壽榮

1. 南京工程學院環(huán)境工程學院，江蘇 南京 211167

2. 南京大學環(huán)境學院，污染控制與資源化研究國家重點實驗室，江蘇 南京 210023

磷是生物生存繁殖的重要元素之一，也是一種不可再生、不可替代的資源. 自然界中磷經(jīng)使用后約80%最終隨污水排放[1]，大量磷進入自然水體會引起水體的富營養(yǎng)化[2-3]. 已有研究[4-5]表明水體的富營養(yǎng)化可通過減少磷的輸入而得到控制. 因此，在磷進入自然水體前對其進行處理十分必要. 目前，去除水體中的磷酸鹽有沉淀法[6]、生物法[7-8]、吸附法[9-10]等. 其中吸附法由于其高效、方便、經(jīng)濟等特點而被廣泛研究. 然而，大部分吸附劑由于其吸附速率慢、吸附量低、易受水體共存離子影響等缺點而限制了其進一步的應(yīng)用.

利用金屬氧化物對吸附劑進行改性是提高吸附劑吸附磷酸鹽性能的一種有效方法，常用的金屬氧化物有鑭氧化物、鋯氧化物、鐵氧化物等[11-14]. 另外，避免金屬氧化物團聚、提高金屬氧化物的分散度可為磷酸鹽提供更多的吸附位點[15-16]，從而可有效提高吸附劑的吸附效率. 為提高金屬氧化物的分散度，通常可采取將其負載于具有較大比表面積的載體上. 例如，Zong等[17]通過將氧化鋯(ZrO2)負載于氧化石墨表面合成吸附劑，標化后其吸附量顯著增加，主要原因是ZrO2在氧化石墨表面高度分散，為磷酸鹽提供了更多的活性位點；Bacelo等[18]發(fā)現(xiàn)鑭改性沸石的吸附能力比未經(jīng)鑭處理的天然沸石和合成沸石的吸附能力高1.5～5倍. 氧化鋁(Al2O3)作為一種吸附材料被廣泛應(yīng)用于廢水處理領(lǐng)域[19-20]，但由于吸附容量相對較低[21-22]，通常將Al2O3改性以提高其吸附性能[23-24].此外，Al2O3由于其比表面積大、成本低而常被用作吸附劑的載體材料[25-26]. 該文以γ-Al2O3為載體，通過負載氫氧化鑭〔La(OH)3〕合成吸附劑用于去除水體中的磷酸鹽. 采用X射線衍射儀(XRD)、透射電子顯微鏡(TEM)、傅里葉紅外光譜(FT-IR)、X射線電子能譜(XPS)等手段對吸附劑進行表征. 通過吸附動力學和熱力學試驗探索吸附劑吸附磷酸鹽的機理，并探索pH和共存陰離子對其吸附水體磷酸鹽的影響，以期為鑭基吸附劑在含磷廢水處理領(lǐng)域的應(yīng)用提供理論依據(jù)和技術(shù)支持.

1 材料與方法

1.1 材料制備與表征

1.1.1吸附劑的制備

La(OH)3摻雜Al2O3吸附劑的制備.γ-Al2O3經(jīng)600 ℃焙燒3 h，研磨過0.05 mm篩后取1 g加至不同體積（10～50 mL）的La(NO3)3溶液(0.05 mol/L)中，持續(xù)攪拌2 h，使其充分浸潤. 然后將混合液置于60 ℃的水浴鍋中，邊攪拌邊滴加0.5 mol/L的NaOH溶液(滴加速度約20滴/min)，待La3+完全沉淀后停止攪拌.混合液在60 ℃的水浴環(huán)境中陳化1 h后，經(jīng)去離子水洗滌至pH為中性，隨后過濾去除上清液后置于105 ℃烘箱中干燥過夜，分別制得4種不同La(OH)3負載量的吸附劑，記為La(OH)3(X)/Al2O3，X表示吸附劑中的La(OH)3質(zhì)量含量，由X射線熒光光譜儀(XRF)測定換算得出. La(OH)3(X)/Al2O3吸附劑中La(OH)3的質(zhì)量含量經(jīng)測定分別為6.65%、12.60%、18.73%、26.66%，故吸附劑分別命名為La(OH)3(7)/Al2O3、 La(OH)3(13)/Al2O3、 La(OH)3(19)/Al2O3和La(OH)3(27)/Al2O3.

1.1.2吸附劑的表征

材料的形貌和結(jié)構(gòu)通過透射電子顯微鏡進行觀察(JEM-200CX，日本JEOL公司)；XRD圖譜采用XRD衍射儀測得(X'TRA，瑞士ARL公司)；FTIR分析采用傅里葉變換紅外光譜儀(NEXUS870，美國NICOLET公司)測得；XPS圖譜采用電子能譜儀(PHI5000 VersaProbe，日本UlVAC-PHI公司)測得；Zeta電位通過Zeta sizer粒徑分析儀(英國Malvern公司)測得.

1.2 吸附試驗

1.2.1吸附動力學

為探索吸附平衡時間，稱取0.4 g吸附劑加入含有400 mL磷酸鹽溶液〔50 mg/L (以P計)〕的具塞圓底燒瓶中，混合液pH調(diào)至6.5左右. 25 ℃下持續(xù)攪拌，并按照預(yù)設(shè)的時間間隔取水樣，水樣經(jīng)0.45 μm濾膜過濾后采用GB 11893-1989《水質(zhì) 總磷的測定鉬酸銨分光光度法》在分光光度計(UV1800型，日本島津)上測定磷酸鹽的含量[27]. 不同時間內(nèi)吸附劑的磷酸鹽吸附量計算如式(1)所示：

式中：qt為t時的磷酸鹽吸附量，mg/g (以P計)；C0為磷酸鹽初始濃度，mg/L (以P計)；Ct為t時溶液中的磷酸鹽濃度，mg/L (以P計)；V為磷酸鹽溶液的體積，L；m為吸附劑的質(zhì)量，g.

1.2.2吸附等溫線

稱取40 mg 吸附劑加入40 mL配有聚四氟乙烯墊片的EPA瓶中，加入去離子水靜置過夜使材料浸潤. 隨后分別加入不同體積磷酸鹽標準液，pH調(diào)至6.5左右，放置在恒溫(25 ℃)搖床上振蕩24 h. 平衡后樣品經(jīng)0.45 μm濾膜過濾后用分光光度計檢測濾液中的磷酸鹽濃度，達到吸附平衡后吸附劑的磷酸鹽吸附量計算如式(2)所示：式中：qe為磷酸鹽平衡吸附量，mg/g (以P計)；Ce為磷酸鹽平衡濃度，mg/L (以P計).

1.2.3pH影響試驗

配制一系列初始濃度為50 mg/L(以P計)的磷酸鹽溶液(40 mL)，加入40 mg吸附劑La(OH)3(19)/Al2O3，溶液pH經(jīng)0.1 mol/L的HCl溶液或NaOH溶液調(diào)節(jié)至4～11范圍內(nèi)，放置恒溫搖床內(nèi)振蕩24 h，吸附平衡后溶液經(jīng)0.45 μm濾膜過濾后分析濾液中的磷酸鹽含量.

1.2.4共存陰離子影響試驗

為評價水體中共存陰離子對磷酸鹽吸附的影響，將不同濃度(0～600 mg/L)的陰離子(Cl-、NO3-、SO42-和CO32-)加入50 mg/L磷酸鹽溶液(40 mL)中，隨后加入40 mg吸附劑La(OH)3(19)/Al2O3，pH調(diào)節(jié)至6.5左右. 經(jīng)24 h恒溫振蕩后，樣品過濾后測試濾液內(nèi)的磷酸鹽含量.

1.2.5吸附劑循環(huán)再生試驗

為探索吸附劑的再生性能，稱取一定量的吸附劑La(OH)3(19)/Al2O3，加入至含有10 mg/L的磷酸鹽溶液中，恒溫振蕩至吸附平衡. 吸附劑經(jīng)過濾分離后，加入0.5 mol/L NaOH溶液脫附再生，攪拌24 h后過濾分離，吸附劑經(jīng)去離子水清洗至中性，于60 ℃下真空干燥. 稱取40 mg經(jīng)脫附干燥的吸附劑備用. 剩余脫附后的吸附劑重復以上操作，得到多次脫附再生的吸附劑，加入至含有10 mg/L的磷酸鹽溶液中，pH調(diào)至6.5后恒溫振蕩至吸附平衡，樣品經(jīng)過濾后測試濾液中的磷酸鹽含量.

2 結(jié)果與討論

2.1 材料表征

各材料的XRD圖譜如圖1(a)所示，2θ位于37.4°、45.6°和67.2°處，分別對應(yīng)于γ-Al2O3的(311)(400)和(440)晶面[28]. 2θ位于15.62°、27.8°、39.4°和48.3°處，分別對應(yīng)La(OH)3的(100)(101)(102)和(211)晶面〔La(OH)3卡片：PDF#36-1481〕. 與Al2O3相比，負載了不同含量La(OH)3后的吸附劑La(OH)3(7)/Al2O3、La(OH)3(13)/Al2O3和La(OH)3(19)/Al2O3均較好地保持了Al2O3的晶體結(jié)構(gòu). 但隨著La(OH)3負載量的提高，Al2O3晶體的衍射峰逐漸變?nèi)酰琇a(OH)3晶體的衍射峰逐漸增強. XRD結(jié)果說明La(OH)3成功摻雜于載體Al2O3表面上，且分散度較好. 不同吸附劑的XPS圖譜如圖1(b)所示，隨著吸附劑中La(OH)3負載量的升高，結(jié)合能分別位于852和835 eV的La 3d3/2和La 3d5/2峰強度逐漸增強，而位于73 eV的Al 2p峰強度逐漸減小，再次說明La(OH)3成功摻雜于載體Al2O3表面上. La(OH)3(19)/Al2O3的TEM表征結(jié)果〔見圖2(a)(b)〕顯示，La(OH)3棒狀粒子均勻分散在載體Al2O3表面上. 此外，從La(OH)3粒子的高分辨率透射電鏡圖〔見圖2(c)〕可以清楚地看到晶格間距0.32 nm的La(OH)3(101)晶面，其結(jié)果與La(OH)3卡片和文獻報道的結(jié)果[29]一致，說明La(OH)3成功摻雜于載體Al2O3表面上且保持了較好的晶體結(jié)構(gòu).

圖 1 不同吸附材料的XRD及XPS圖譜Fig.1 XRD patterns and XPS spectra of different adsorbent materials

圖 2 材料Al2O3與La(OH)3(19)/Al2O3的TEM圖和La(OH)3粒子的高分辨率TEM圖Fig.2 TEM images of adsorbent Al2O3 and La(OH)3(19)/Al2O3 and the high-resolution transmission electron microscopy image of La(OH)3 particles

為進一步研究La(OH)3(X)/Al2O3對磷酸鹽的吸附機制，以吸附劑La(OH)3(19)/Al2O3為研究對象，考察其吸附磷酸鹽前后的結(jié)構(gòu)變化. La(OH)3(19)/Al2O3的La 3d的XPS圖譜如圖3(a)所示. 在吸附磷酸鹽前，吸附劑中的鑭氧化物主要分為兩種形態(tài)，分別為結(jié)合能位于834.5 eV處的La2O3和結(jié)合能位于837.8 eV處的La(OH)3[30-31]. 吸附磷酸鹽后，吸附劑的La 3d XPS圖譜與吸附前形狀相似，但La2O3和La(OH)3峰的位置向高結(jié)合能處發(fā)生了明顯偏移(約0.6 eV).Al 2p XPS圖譜的變化與La 3d XPS圖譜類似，吸附磷酸鹽前，Al 2p XPS圖譜〔見圖3(b)〕中結(jié)合能位于73.3和74.1 eV處的鋁氧化物分別為Al2O3和Al(OH)3[23]. 吸附磷酸鹽后，Al2O3與Al(OH)3峰所處的結(jié)合能分別移至73.6 eV和74.6 eV. La 3d及Al 2p XPS圖譜的結(jié)果說明磷酸鹽的P-O鍵具有強吸電子效應(yīng)，其與鑭或鋁氧化物結(jié)合后，導致鑭或鋁的電子密度降低，La 3d和Al 2p電子的結(jié)合能升高[32]. 結(jié)果說明Al2O3和La(OH)3是吸附劑中磷酸鹽的主要結(jié)合位點. 通過對La(OH)3(19)/Al2O3吸附磷酸鹽前后XPS圖譜比較〔見圖3(c)〕，在結(jié)合能132 eV處可明顯發(fā)現(xiàn)P 2p峰，說明磷酸鹽成功地被吸附劑吸附. FTIR結(jié)果〔見圖3(d)〕顯示，吸附磷酸鹽后，La(OH)3(19)/Al2O3在1 040 cm-1處出現(xiàn)了屬于磷酸鹽P-O鍵的伸縮振動峰，同時O-H鍵彎曲振動峰(波數(shù)3 600 cm-1)幾乎完全消失[33-34]，再次證明磷酸鹽可被吸附劑La(OH)3(19)/Al2O3吸附.

圖 3 La(OH)3(19)/Al2O3吸附磷酸鹽前后的La 3d XPS圖譜、Al 2p XPS圖譜、XPS圖譜和FTIR圖譜Fig.3 La 3d XPS spectra, Al 2p XPS spectra, XPS spectra and FT-IR spectra of La(OH)3(19)/Al2O3 before and after phosphate adsorption

2.2 吸附動力學研究

吸附速率是考察吸附劑性能的重要指標. 該研究選取La(OH)3(19)/Al2O3作為目標吸附劑進行吸附動力學試驗，同時選取Al2O3作為對比材料，結(jié)果如圖4所示. 由圖4可見，在磷酸鹽初始濃度為50 mg/L條件下，與Al2O3相比，La(OH)3(19)/Al2O3需要更長的時間達到吸附平衡. 在反應(yīng)開始25 min內(nèi)，La(OH)3(19)/Al2O3對磷酸鹽的吸附快速增加，90 min內(nèi)完成了90%的吸附過程，最終在200 min時基本達到吸附平衡. 在吸附初始階段，La(OH)3(19)/Al2O3表面含有豐富的吸附位點，磷酸鹽吸附量呈快速上升的趨勢. 隨著磷酸鹽吸附量不斷增大，吸附劑La(OH)3(19)/Al2O3表面可利用的吸附位點逐漸減少，磷酸鹽需擴散至吸附劑內(nèi)部以獲得更多的吸附位點，導致其需要更長的時間達到吸附平衡.

圖 4 磷酸鹽在Al2O3和La(OH)3(19)/Al2O3上的吸附動力學曲線Fig.4 Adsorption kinetics of phosphate onto Al2O3 and La(OH)3(19)/Al2O3

2.3 吸附等溫線研究

不同吸附劑對磷酸鹽的吸附等溫線. 結(jié)果(見圖5)表明，La(OH)3(X)/Al2O3吸附劑對磷酸鹽的吸附量隨著La(OH)3負載量的增加而呈現(xiàn)明顯升高的趨勢.Al2O3雖然具備一定的磷酸鹽吸附性能，但吸附容量較低，說明Al2O3經(jīng)La(OH)3修飾后可以顯著提升其磷酸鹽的吸附能力.

各吸附劑吸附等溫線數(shù)據(jù)通過Langmuir和Freundlich等溫吸附模型擬合，計算方法如式(3)(4)所示：

圖 5 Al2O3和La(OH)3(X)/Al2O3的磷酸鹽吸附等溫線Fig.5 Phosphate adsorption isotherms of Al2O3 and La(OH)3(X)/Al2O3

式中：Qe為平衡濃度為Ce時磷酸鹽吸附量，mg/g；Qm為磷酸鹽最大吸附量，mg/g；KL為Langmuir等溫吸附模型常數(shù)，L/mg；KF為表征吸附劑吸附能力的特征常數(shù)，mg1-nLn/g；n是反映吸附劑吸附強度的線性指數(shù).

等溫吸附擬合結(jié)果如表1所示. 與Al2O3相比，Langmuir模型更適合對La2O3(X)/Al2O3吸附劑吸附磷酸鹽的過程進行擬合，其擬合相關(guān)系數(shù)(R2)均大于0.99. 與Al2O3的磷酸鹽最大吸附量(Qm=14.66 mg/g)相 比，La(OH)3(7)/Al2O3、 La(OH)3(13)/Al2O3、La(OH)3(19)/Al2O3和La(OH)3(27)/Al2O3磷酸鹽最大吸附量可分別達到25.32、27.40、43.10和53.76 mg/g.結(jié)果表明，La(OH)3摻雜Al2O3后為磷酸鹽提供更多的活性位點，有效提高了其磷酸鹽吸附容量.

表 1 Al2O3和La(OH)3(X)/Al2O3對磷酸鹽的吸附等溫線的Langmuir和Freundlich等溫吸附模型擬合參數(shù)Table 1 Isotherm parameters for phosphate adsorption on Al2O3 and La(OH)3(X)/Al2O3 fitted by Langmuir and Freundlich models

2.4 pH對吸附劑吸附磷酸鹽的影響

不同的溶液pH對La(OH)3(19)/Al2O3吸附磷酸鹽的影響如圖6(a)所示. 結(jié)果表明，溶液pH對La(OH)3(19)/Al2O3的磷酸鹽吸附性能具有顯著影響.隨著溶液pH的增加，La(OH)3(19)/Al2O3的磷酸鹽吸附量呈現(xiàn)明顯下降的趨勢. 當pH=4.3時，La(OH)3(19)/Al2O3的磷酸鹽吸附量為46.70 mg/g，當pH升至11.3時，其磷酸鹽吸附量降至16.84 mg/g. 磷酸鹽是一種pKa(解離常數(shù))值分別為2.1、7.2、12.3的多元酸，隨著pH變化可以發(fā)生質(zhì)子化與去質(zhì)子化反應(yīng). 在測試pH范圍內(nèi)，磷酸鹽主要以HPO4

2-和H2PO4-離子形式存在，在低pH時，吸附劑表面La-OH基團可通過質(zhì)子化帶正電荷. 因此，帶負電的磷酸鹽可以通過靜電吸引作用而被帶正電荷的La-OH基團吸附. 相反，pH的升高會導致La-OH基團通過去質(zhì)子化而逐漸帶負電荷，由于靜電排斥作用從而抑制其對磷酸鹽的吸附. 此外，在堿性條件下，OH-可與磷酸鹽競爭活性位點，也導致了吸附劑磷酸鹽吸附容量的下降.

不同pH下La(OH)3(19)/Al2O3吸附磷酸鹽前后Zeta電位的測試結(jié)果〔見圖6(b)〕顯示.La(OH)3(19)/Al2O3的Zeta電位隨著溶液pH的升高而逐漸降低. 其主要原因是，提高溶液pH會使吸附劑的表面去質(zhì)子化，從而導致吸附劑表面電位的降低. La(OH)3(19)/Al2O3的等電點約為8.5，因此，當吸附試驗的pH處于6.5左右時，吸附劑表面呈正電，有利于吸附劑吸引帶負電的磷酸根離子以完成吸附過程. 當吸附磷酸鹽后，由于配體交換后引起吸附劑剪切面內(nèi)負電荷的積累[35-36]，La(OH)3(19)/Al2O3的等電點降至5.9左右.

圖 6 溶液pH對La(OH)3(19)/Al2O3吸附磷酸鹽性能影響和La(OH)3(19)/Al2O3吸附磷酸鹽前后的Zeta電位變化Fig.6 Influence of pH on the phosphate adsorption on La(OH)3(19)/Al2O3 and the Zeta potentials of La(OH)3(19)/Al2O3 before and after phosphate adsorption

2.5 共存陰離子對吸附劑吸附磷酸鹽的影響

天然水體中含有大量的陰離子，可與磷酸鹽競爭活性位點而影響吸附劑的吸附性能. 因此，為了考察陰離子的存在對吸附劑的選擇性吸附磷酸鹽性能的影響，該研究選擇了4種常見陰離子進行考察，分別為Cl-、NO3-、SO42-和CO32-. 如圖7(a)所示，隨著Cl-、NO3-、SO42-濃度升至600 mg/L時，La(OH)3(19)/Al2O3的磷酸鹽吸附量幾乎不受任何影響. 然而，La(OH)3(19)/Al2O3的磷酸鹽吸附量受CO32-的影響較為明顯，隨著CO32-濃度的升高，其磷酸鹽吸附量呈下降的趨勢. 其主要原因可能為，La2(CO3)3的溶度積常數(shù)(Ksp)非常小，為8.13×10-29[37]，因此鑭與CO32-的結(jié)合能力較強，導致CO32-對吸附劑吸附磷酸鹽的影響較大. 在溶液中存在CO32-的情況下，吸附劑La(OH)3(19)/Al2O3吸附磷酸鹽后的FTIR圖譜〔見圖7(b)〕中出現(xiàn)了2個新的吸收峰(分別在1 496和1 402 cm-1處)，分別歸屬于碳酸鑭中CO32-基團的伸縮振動[38]. 結(jié)果表明，CO32-與吸附劑La(OH)3(19)/Al2O3共存時可與鑭結(jié)合形成La2(CO3)3而與磷酸鹽競爭活性位點，從而影響了吸附劑的磷酸鹽吸附性能. 但與對照組相比，當CO32-濃度升至600 mg/L時，La(OH)3(19)/Al2O3仍保持了64%的磷酸鹽吸附容量.在磷酸鹽初始濃度相同的情況下，水中陰離子對La(OH)3(19)/Al2O3磷酸鹽吸附量的影響順序為CO32-＞Cl-≈NO3-≈SO42-. 對La(OH)3(19)/Al2O3而言，其吸附磷酸鹽機制主要可歸因于磷酸鹽與La(OH)3形成更穩(wěn)定的內(nèi)配位化合物[39]. 與磷酸鹽比，Cl-、NO3-和SO42-與La(OH)3的結(jié)合主要依賴于靜電作用，因此，即 使 在 高 濃 度 環(huán) 境 中，Cl-、NO3-和SO42-對La(OH)3(19)/Al2O3吸附磷酸鹽的影響仍可忽略不計.與初始pH相比，吸附劑吸附平衡后溶液的pH經(jīng)檢測升高了0.43～0.89. 說明La(OH)3吸附磷酸鹽主要通過離子交換作用，磷酸鹽與鑭結(jié)合后，置換的OH－釋放到溶液中，導致溶液中pH略微上升. 共存陰離子影響試驗結(jié)果說明La(OH)3(19)/Al2O3磷酸鹽吸附選擇性較高，可用于實際水體的磷酸鹽去除應(yīng)用.

圖 7 共存陰離子對La(OH)3(19)/Al2O3吸附磷酸鹽性能的影響及CO32-對La(OH)3(19)/Al2O3吸附磷酸鹽后FTIR圖譜的影響Fig.7 Influence of coexisting anions on phosphate adsorption on La(OH)3(19)/Al2O3，and FTIR spectra of La(OH)3(19)/Al2O3 after phosphate adsorption coexisting with and without CO32- anion

2.6 吸附劑循環(huán)再生性能研究

從吸附劑La(OH)3(19)/Al2O3經(jīng)0.5 mol/L NaOH溶液脫附循環(huán)后的磷酸鹽吸附效率(見圖8)可以看出，經(jīng)過1次吸附-脫附循環(huán)后，吸附劑La(OH)3(19)/Al2O3的磷酸鹽吸附效率降至96.85%，原因可能為在吸附-脫附循環(huán)過程中有少量的La(OH)3顆粒脫落. 然而，經(jīng)過1次循環(huán)后，La(OH)3(19)/Al2O3顯示出穩(wěn)定的吸附性能，結(jié)果說明La(OH)3(19)/Al2O3可以循環(huán)用于水體中磷酸鹽的去除.

圖 8 吸附劑La(OH)3(19)/Al2O3循環(huán)再生試驗Fig.8 The regeneration of La(OH)3(19)/Al2O3 within 5 adsorption-desorption cycles

2.7 吸附劑對實際水體磷酸鹽去除效率研究

該研究通過投加吸附劑La(OH)3(19)/Al2O3于某鋼廠廢水、大浦港及太湖3種不同實際水體中去除磷酸鹽以評價其處理實際水體磷酸鹽的效果. 各水體的處理方法為吸附劑投加量1 g/L，隨后25 ℃恒溫振蕩6 h. 從不同水體的水質(zhì)參數(shù)、磷酸鹽初始濃度及磷酸鹽去除率(見表2)可以看出，吸附劑對某鋼廠廢水、大浦港及太湖水體中磷酸鹽的去除率分別達到90.04%、96.55%和96.21%，說明該吸附劑對實際水體具有較高的磷酸鹽去除率，可用于實際水體中磷酸鹽的去除.

表 2 不同實際水體的水質(zhì)參數(shù)及吸附劑La(OH)3(19)/Al2O3對不同水體的磷酸鹽去除率Table 2 The parameters of different water and the phosphate removal rate by La(OH)3(19)/Al2O3

3 結(jié)論

a) 以γ-Al2O3為載體采用沉淀沉積法制備了4種不同La(OH)3負載量的吸附劑La(OH)3(X)/Al2O3，并考察了其對磷酸鹽的吸附性能. 表征結(jié)果顯示，Al2O3和La(OH)3是吸附劑中磷酸鹽的主要結(jié)合位點.

b) 磷酸鹽初始濃度為50 mg/L時，La(OH)3(19)/Al2O3具有較快的吸附速率，可在90 min內(nèi)完成90%的吸附過程，在200 min時基本達到吸附平衡. La(OH)3(X)/Al2O3吸附劑對磷酸鹽具有良好的吸附性能，其磷酸鹽吸附容量隨著La(OH)3負載量的提高而升高. 結(jié)果表明，La(OH)3摻雜Al2O3后能夠有效提高其磷酸鹽吸附容量.

c) 溶液pH對La(OH)3(19)/Al2O3吸附磷酸鹽有顯著影響，隨著溶液pH的升高，La(OH)3(19)/Al2O3的磷酸鹽吸附量呈下降趨勢；共存陰離子Cl-、NO3-和SO42-對La(OH)3(19)/Al2O3吸附磷酸鹽無明顯影響，說明其具有良好的磷酸鹽吸附選擇性.

d) 吸附-脫附循環(huán)再生試驗表明，La(OH)3(19)/Al2O3具有穩(wěn)定的吸附和再生性能，可用于實際水體中磷酸鹽的去除.