针铁矿对焦磷酸根的吸附特征及吸附机制讲义.docx

第 ３３ 卷 第 ３ 期应 用 化 学Ｖｏｌ．３３Ｉｓｓ．３２０１６ 年 ３ 月ＣＨＩＮＥＳＥＪＯＵＲＮＡＬＯＦＡＰＰＬＩＥＤＣＨＥＭＩＳＴＲＹＭａｒ．２０１６针 铁 矿 对 焦 磷 酸 根 的 吸 附 特 征 及 吸 附 机 制谢发之ａ，ｂ圣丹丹ａ胡婷婷ａ李海斌ａ汪雪春ａ谢志勇ａ（安徽建筑大学ａ材料与化学工程学院；ｂ先进建筑材料安徽省重点实验室合肥２３００２２）摘 要 为 深 入 了 解 自 然 水 体 中 焦 磷 酸 盐 的 迁 移 转 化 行 为 ，以 表 生 环 境 中 广 泛 存 在 的 稳 定 矿 物 针 铁 矿 为 研 究 对 象 ，系 统 研 究 了 其 对 焦 磷 酸 根 的 吸 附 过 程 ，探 索 了 不 同 实 验 条 件 下 （ｐＨ 值 、电 解 质 、时 间 、温 度 ）针 铁 矿 对 焦 磷 酸 根 吸 附 的 影 响 。 结 果 表 明 ，溶 液 ｐＨ 值 从 ６ ２７ 升 至 １０ ９９ 时 ，总 磷 吸 附 量 从 ３ ００ｍｇ ／ ｇ 降 低 至０ ７５ ｍｇ ／ ｇ；电 解 质 浓 度 越 低 越 有 利 于 针 铁 矿 对 焦 磷 酸 根 的 吸 附 ；吸 附 剂 对 焦 磷 酸 根 的 吸 附 量 在 最 初 １ ｈ 内 增 长 较 快 ， 随 后 渐 渐 达 到 吸 附 平 衡 ； 溶 液 温 度 的 升 高 对 吸 附 量 提 高 具 有 增 强 作 用 。 用 动 力 学 和 热 力 学 模 型 对 吸 附过程进行拟合，发现准二级动力学和Ｌａｎｇｍｕｉｒ模型具有更好的适用性。结合材料吸附焦磷酸根前后的表 征 ，推 导 出 针 铁 矿 对 焦 磷 酸 根 的 吸 附 机 制 可 能 是 以 表 面 配 合 和 物 理 吸 附 为 主 导 。关 键 词 针 铁 矿 ； 焦 磷 酸 根 ； 吸 附 ； 动 力 学 ； 热 力 学中图分类号：Ｏ６４７文献标识码：Ａ文章编号：１００００５１８（２０１６）０３０３４３０７ ＤＯＩ：１０．１１９４４／ｊ．ｉｓｓｎ．１００００５１８．２０１６．０３．１５０２４３磷 是 导 致 水 体 富 营 养 化 的 限 制 因 子 之 一 ， 大 量 磷 的 存 在 会 促 进 水 中 藻 类 的 生 长 ， 导 致 水 生 生 物 死 亡，引起水体富营养化［１２］。磷在废水中一般以正磷酸盐、多聚磷酸盐和有机磷的形态存在，其中正磷酸 盐所占比例最大［３４］。多聚磷酸盐是一种广泛存在的线性多聚体，大量应用于食品工业和电镀行业 中［５６］，其中以焦磷酸盐和三聚磷酸盐应用最广泛［７］。大量的多聚磷酸盐在自然界中会缓慢的转化为 正磷酸盐，从而能一定程度上维持水中正磷酸盐的水平［３］。人体摄入过多的多聚磷酸盐更会促进血液 凝结，影响矿物质的吸收，危害身体健康［８］，为此欧盟和日本分别对海产品中多聚磷酸盐的含量进行了 限定［９］。因此，研究多聚磷酸盐的在水环境中的行为及其矿物表面的吸附具有重要的理论价值和实际 意义。当前对吸附正磷酸盐方面的研究较多［１０１３］，而针对多聚磷酸盐的吸附的研究相对较少。对于多聚 磷酸盐的去除工艺目前主要有生物和物理化学两种方法［３，１４］，如Ａ／Ｏ工艺、Ａ２／Ｏ（厌氧缺氧好氧）工 艺 、 酸 化 、 沉 淀 和 吸 附 等 ， 这 些 方 法 或 多 或 少 都 存 在 着 各 自 的 不 足 之