铁氧化物负载吸附剂强化磷酸盐去除研究
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更新于2024-07-15
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"Engineering,2019,11,366-394
http://www.scirp.org/journal/eng
ISSNOnline:1947-394X
ISSNPrint:1947-3931DOI:10.4236/eng.2019.117027Jul.17,2019
366
Engineering
EnhancedRemovalofPhosphatesbythe
AdsorbentConsistingofIronOxideLoadedon
PorousChitosan/CelluloseAcetateParticle
NancyM.Waweru1,2,JingjingYang1,HerbertC.Bolokonya1
1SuzhouUniversityofScienceandTechnology,Suzhou,China
2DepartmentofCivilEngineering,UniversityofNairobi,Nairobi,Kenya
本文的研究焦点在于探讨一种创新的吸附剂,即负载氧化铁的多孔壳聚糖/醋酸纤维素颗粒,用于从水溶液中高效、经济地去除磷酸盐。磷酸盐通常存在于废水之中,其去除对于全球范围内的水处理至关重要。文章中,作者通过将壳聚糖与乙酸纤维素混合,并负载上铁氧化物,制备出吸附剂珠粒,以考察其对磷酸盐的吸附性能。
实验采用批量实验方法,详细研究了不同条件对磷酸盐吸附效果的影响,包括接触时间、初始磷酸盐浓度、吸附剂量、pH值以及温度。ζ电位测量也被用来理解吸附过程中的表面特性。结果表明,吸附过程对pH值极为敏感,这意味着溶液的酸碱性显著影响吸附效果。
对于吸附动力学,研究发现吸附过程可以分为两个阶段:快速吸附阶段和慢速渐进阶段。在所有测试条件下,伪二阶模型都为吸附动力学提供了最好的拟合,揭示了吸附过程中化学吸附起主导作用。而Langmuir和Freundlich等温线模型则用于解释平衡吸附数据。实验数据显示,Langmuir模型最适配,预测的最大吸附容量高达958μg/g,表明在特定条件下,单分子层吸附占主导。同时,Freundlich模型也给出良好的匹配,预测的最大吸附量为233μg/g,这与实验观测值相当接近。
扫描电子显微镜(SEM)图像显示,吸附剂具有大孔结构,这有利于磷酸盐的吸附。傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射光谱(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)分析进一步揭示,磷酸盐在HFO-CS/CA珠粒上的吸附主要由表面络合作用引起,氮参与了这一过程。
负载氧化铁的多孔壳聚糖/醋酸纤维素颗粒作为吸附剂表现出优异的磷酸盐去除能力,尤其在pH调控下,可能成为废水处理领域的一种高效解决方案。这一研究为开发新型环境友好型吸附材料提供了新的思路,同时也为磷酸盐的环境治理提供了理论基础和技术支持。"
2019-08-15 上传
2024-09-06 上传
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