磁性沸石去除水中磷的性能和機理研究.pdf

1、近年來，水體富營養(yǎng)化問題日趨嚴峻，成為亟待解決的環(huán)境問題之一。磷作為水體富營養(yǎng)化的限制性因子，對其含量控制尤為重要。吸附是一種去除水中磷的常用方法。本文以廉價天然沸石為吸附劑，通過有機改性和無機改性改善其吸附性能，同時，考慮吸附劑的回收再利用問題，制備有機磁性沸石和無機磁性沸石，并對磁性沸石的結構特性進行研究。通過有機磁性沸石和無機磁性沸石對磷的靜態(tài)吸附和動態(tài)吸附實驗，探討其吸附磷的主要影響因素和吸附機理。
　　首先，通過溶液浸漬

2、法制備有機磁性沸石和無機磁性沸石，采用物理吸附儀(BET)、X射線衍射分析儀(XRD)、場發(fā)射掃描電鏡(SEM)、傅里葉紅外光譜儀（FT-IR）、X射線能譜儀(XPS)和電子順磁共振波譜儀(EPR)對磁性沸石進行表征。結果表明，有機磁性沸石和無機磁性沸石均具有較高的比表面積，其比表面積大小:Mn-Zr-Fe磁性沸石＞Mn-Fe磁性沸石＞Zr-Fe磁性沸石＞PMA-Fe-AI磁性沸石＞TMA-Fe-Al磁性沸石＞BA-Fe-Al磁性沸石。

3、有機磁性沸石和無機磁性沸石均具有較強的磁性，其中BA-Fe-Al、TMA-Fe-Al、PMA-Fe-Al、Zr-Fe、Mn-Fe和Mn-Zr-Fe磁性沸石的飽和磁化強度分別為31.9、26.2、24.8、29.9、18.6、22.4 emu/g。另外，天然沸石、BA-Fe-Al、TMA-Fe-Al、PMA-Fe-Al、Zr-Fe、Mn-Fe和Mn-Zr-Fe磁性沸石的零電荷點(pHzpc)分別為5.3、5.2、5.4、4.5、4.1、5

4、.9、4.3。
　　其次，采用有機磁性沸石和無機磁性沸石吸附磷，考察其對磷的吸附特性。結果表明，偽二級動力學模型和Langmuir等溫模型更加適合描述有機磁性沸石和無機磁性沸石對磷的吸附過程。在308 K，磷初始濃度為35 mg/L時，BA-Fe-Al、TMA-Fe-Al、PMA-Fe-Al、Mn-Fe、Zr-Fe和Mn-Zr-Fe磁性沸石對磷的平衡吸附量分別為6.8、7.1、9.7、11.8、8.8和20.9 mg/g。隨著溫度

5、的升高，有機磁性沸石和無機磁性沸石對磷的吸附量隨之增加。酸性環(huán)境有利于有機磁性沸石和無機磁性沸石吸附磷，堿性環(huán)境會削弱其對磷的吸附效果。BA-Fe-Al、TMA-Fe-Al、PMA-Fe-Al、Mn-Fe、Zr-Fe和Mn-Zr-Fe磁性沸石吸附磷的最佳投加量分別為2.5、1.0、1.0、1.0、1.0、1.0g/L。隨著共存離子的濃度增加，有機磁性沸石和無機磁性沸石對磷的吸附量隨之減少，其中CI-對有機磁性沸石和無機磁性沸石吸附磷的影

6、響最小，HCO3對有機磁性沸石和無機磁性沸石吸附磷的影響最大。
　　最后，對有機磁性沸石和無機磁性沸石的再生性能和動態(tài)吸附實驗進行考察。結果表明，有機磁性沸石和無機磁性沸石具有較好的再生能力，并且可以多次循環(huán)利用。BA-Fe-Al、TMA-Fe-Al、PMA-Fe-Al、Mn-Fe、Zr-Fe和Mn-Zr-Fe磁性沸石經(jīng)過六次吸附-脫附循環(huán)后，仍為第一次平衡吸附量的64.8％、75.1％、77.4％、66.7％、64.2％和76.