镁铝双氢氧化物和镁铁铝改性蒙脱土去除水体中磷的吸附效果研究

• 作者: 张亚楠 张文豪 张永全 王代长 胡媛媛 饶伟 黄国勇
• 来源期刊: 农业环境科学学报
• 关键词: 镁铝双氢氧化物 镁铁铝改性蒙脱土 磷酸盐 等温吸附 动力学
• 年，卷（期）: 2011,（10）
• 所属期刊栏目: 土壤环境
• 页码范围: 2061-2067
• 分类号: X703.1
• 语种: 中文

摘要

通过间歇式批实验和动力学实验研究了不同pH条件下磷酸盐在镁铝双氢氧化物(Mg-Al-LDH)、钠基膨润土(Na-Mt)及镁铁铝改性膨润土(Mg-Al-Mt、Fe-Mt和Fe-Al-Mt)的吸附特征.结果表明,在pH4.5～9.0范围内,随着pH的升高,Na-Mt,Fe-Mt和Fe-Al-Mt 3种矿物对磷的吸附率相应减少,镁铝双氢氧化物对磷的吸附率有所增加；Mg-Al-LDH、Fe-Mt和Fe-Al-Mt的对磷吸附率约为95％,比Mg-Al-Mt高40％,比Na-Mt高80％.用Langmuir方程描述磷的等温吸附过程,最大吸附容量(Qm)大小顺序为Fe-Al-Mt＞Fe-Mt＞ Mg-Al-LDH＞Mg-Al-Mt＞Na-Mt,b值大小依次为Mg-Al-LDH＞Fe-Mt＞Fe-A1-Mt＞Mg-Al-Mt＞Na-Mt,最大缓冲容量(Qmb)以Mg-Al-LDH的为最大,Na-Mt的为最小；Freundlich等温吸附方程参数KF代表相对吸附容量,以Mg-Al-LDH的KF值最高,依次是Fe-Mt、Fe-Al-Mt和Mg-Al-Mt,Na-Mt的KF值最小,这与Qmb的结果一致；决定系数(R2)表明,Langmuir等温吸附方程能更好地拟合铁改性蒙脱土和铁铝改性蒙脱土,而Freundlich方程对钠蒙脱土,双氢氧化物和镁铝改性蒙脱土的拟合效果要好.磷酸盐吸附过程分为快反应和慢反应,用动力学实验数据进行拟合,准二级动力学方程能够更好的拟合改性蒙脱土和Mg-Al-LDH对磷的动力学吸附数据,其决定系数为0.999:Elovich方程拟合改性蒙脱土磷酸盐的吸附数据也有很好的相关性(R2为0.89～0.94).Na-Mt矿物磷酸盐的吸附用抛物线扩散方程描述最为合适,原因可能是磷酸盐镶嵌在矿物层间是一个扩散过程,不涉及化学吸附过程.