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鋯改性沸石對水中磷酸鹽和銨的吸附特性
信息來源：濰坊沸石生物技術開發(fā)中心 作者：
采用鋯對天然沸石進行改性,并研究了鋯改性沸石對水中磷酸鹽和銨的吸附特性.結(jié)果表明,鋯改性沸石對水中磷酸鹽和銨均具有很好的吸附能力.鋯改性沸石對水中磷酸鹽和銨的吸附動力學過程滿足準二級動力學模型.Langmuir、Freundlich和Dubinin–Radushkevich(D–R)等溫吸附模型可以很好地描述鋯改性沸石對水中磷酸鹽的等溫吸附行為.Langmuir等溫吸附模型可以很好地描述鋯改性沸石對水中銨的等溫吸附行為.由Langmuir等溫吸附模型計算得到鋯改性沸石對磷酸鹽和銨的最大吸附容量分別達到26.2,7.82mg/g.熱力學參數(shù)表明鋯改性沸石對水中磷酸鹽的吸附是自發(fā)的吸熱反應過程.鋯改性沸石對水中磷酸鹽的吸附能力隨著pH值的增加而降低.當pH4~8時,鋯改性沸石對水中銨的吸附能力較高;當pH低于4或高于8時,對銨的吸附能力下降.水中共存的Cl-、SO42-、HCO3-和NO3-等陰離子對鋯改性沸石吸附磷酸鹽的影響很小,而共存的SiO32-對磷酸鹽的吸附則具有較強的負面影響.水中共存的Ca2+和Mg2+對鋯改性沸石吸附銨的影響較小,而共存的K+和Na+對銨的吸附則具有較強的負面影響.鋯改性沸石吸附水中磷酸鹽的主要機制是陰離子配位體的交換,吸附水中銨的主要機制是與沸石中可交換陽離子的離子交換.
氮和磷是引起水體富營養(yǎng)化的2種關鍵營養(yǎng)元素.廢水中的氮和磷主要以銨和磷酸鹽的形式存在.吸附法是一種可以有效去除廢水中銨和磷酸鹽的方法.應用吸附法去除廢水中銨和磷酸鹽的一個關鍵技術問題是選擇合適的吸附劑材料.沸石是呈骨架狀結(jié)構(gòu)的鋁硅酸鹽晶體,沸石硅氧四面體晶體結(jié)構(gòu)中的硅離子被鋁離子部分置換,使得沸石骨架帶有過剩的負電荷,這些過剩負電荷通常由一價或二價陽離子(Na+、K+、Mg2+和Ca2+等)所平衡.因此,沸石具有較強的陽離子交換能力.近年來,利用沸石的離子交換特性去除水中銨的研究較多.但是沸石對水中磷酸鹽的去除能力卻非常有限.已有研究表明,無定形氫氧化鋯、鋯負載纖維吸附劑和鋯負載橙子廢物凝膠對水中的磷酸鹽具有很強的吸附能力.目前國內(nèi)外已經(jīng)有關于鋯改性沸石去除水中氟離子的研究報道,但是關于鋯改性沸石去除水中磷酸鹽和銨的研究尚鮮見報道.為此,本研究制備了一種鋯改性沸石,并考察了該鋯改性沸石對水中磷酸鹽和銨的吸附性能,以期為利用鋯改性沸石去除水中磷酸鹽和銨提供參考.
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