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题名锆钙协同负载水凝胶对磷的吸附性能
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作者
叶超宇
王帅旗
潘明珠
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机构
南京林业大学材料科学与工程学院
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出处
《林业工程学报》
CSCD
北大核心
2024年第5期100-106,共7页
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基金
国家自然科学基金(32171704)。
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文摘
水环境中过量的磷酸盐会导致水体富营养化,吸附法是一种能够有效去除磷酸盐的方法。水凝胶因其具有成本低、环境友好和吸附容量高等优势被广泛应用于吸附磷酸盐。以海藻酸钠为基体制备水凝胶,通过离子交换反应络合对磷有高选择性的Zr^(4+),同时添加Ca^(2+)降低Zr^(4+)的污染问题,从而制备出一种高效吸附磷酸盐的锆钙@海藻酸钠(ZrCa@SA)水凝胶。采用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)和X射线光谱仪(XPS)表征了ZrCa@SA水凝胶的微观形貌结构和化学性质,并进一步探究了初始磷质量浓度、锆钙质量比和温度对水凝胶磷酸盐吸附性能的影响。通过拟合吸附动力学模型,研究水凝胶对磷酸盐的吸附过程。结果表明:当锆钙质量比为1∶4、初始磷质量浓度为50 mg/L、温度为45℃时,吸附量达到124.04 mg/g,剩余磷质量浓度为0.12 mg/L,达到工业污水的磷排放要求(≤0.5 mg/L)。ZrCa@SA水凝胶的磷酸盐吸附过程符合准二级动力学和粒子内扩散模型,表明Zr^(4+)水解产生的—OH与磷酸盐的配位交换(化学吸附)主导磷酸盐吸附过程,且吸附过程主要被磷酸盐在ZrCa@SA水凝胶的颗粒内部扩散步骤所控制。
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关键词
水凝胶
磷酸盐
锆钙质量比
吸附性能
吸附动力学
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Keywords
hydrogel
phosphate
zirconium-calcium mass ratio
adsorption performance
adsorption kinetics
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分类号
X703
[环境科学与工程—环境工程]
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