通過共沉淀方法合成的水合氧化鈮對水溶液中磷酸鹽的吸附分析研究畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-07-21 22:06 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ndlich模型更適合。RL值()表示有利吸附。水合鈮氧化物對于去除水中磷酸鹽的最大值為13 mgPg1，比ZrO2(氧化鋯)觀察文獻資料報道的30 mPg1要少，而且類似的比用AlOOH和αAl2O3去除磷酸鹽報道的14和9 mgPg1也要少[15]。用Nb2O54H2O去除磷酸鹽與用ZrO2去除相比是比較低的，這是由于比較小的比表面積和對陰離子的交換位置的親和力。 紅外光譜圖9 Nb2O54H2O吸附前后的紅外光譜吸附前氫氧化鈮的紅外光譜(圖9)，在35003300 cm1區(qū)域強而寬的頻帶(OH伸縮振動)和在1625 cm1頻帶(OH的彎曲振動)表示配位水分子的存在與高峰，和在1380 cm1的高峰(OH彎曲振動)說明在金屬氧化物表面羥基(OH)的存在。這可以看出，吸附后，在1380 cm1處的高峰大幅減弱。此峰下降趨勢表明，大部分的表面羥基團(OH)被吸附的磷酸鹽取代。峰值出現(xiàn)在1050 cm1的原因是磷酸鹽的吸附彎曲振動[20]。熱動力學(xué)參數(shù)，如標準自由能變化(△G176。)，焓(△H176。)和熵(△S176。)是通過使用下列公式計算： (7) (8)其中R（ J/(molK))為氣體常數(shù)， T(K)為絕對溫度和Kc (cm3 g1)是標準的熱力學(xué)平衡常數(shù)定義為qe/Ce。通過繪制了ln kc對T1圖(圖略)，通過圖象的斜率和截距能夠估算出△H176。和△S176。的值[32]。磷酸鹽的吸附量隨溫度的增加而增加呈正相關(guān)(圖10)。表3 顯示了獲得的△G176。為負值和△H176。為正值，這表示磷酸鹽吸附過程是一個自發(fā)的吸熱的過程[40]?！鱄176。的值被發(fā)現(xiàn)比40 kJmol1更少，這表明用水合氧化鈮去除磷酸鹽是物理吸附[41,42]。減少△G176。的值而使溫度的升高，表明在較高溫度下吸附更有效?！鱏176。的正值表明，增加在固/液界面的隨機性，使水合氧化鈮去除磷酸鹽在其內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生[40]。 解吸作用重復(fù)的有效性是一種高級吸附劑的重要因素。這種吸附劑不僅具有較高的吸附能力，而且也顯示更好的吸附性能，這將大大降低吸附劑的整體成本。根據(jù)這些解吸研究的結(jié)果，磷酸鹽的解吸量隨pH值的增加而增加。當(dāng)pH值為5時，僅提取8％的磷酸鹽固定在吸附劑上。如果pH值達到12時，60 ％的(磷酸鹽)被解吸到液體中。這些解吸研究的結(jié)果表明，在氫氧化鈮對磷的吸附不是完全可逆的，通過調(diào)節(jié)溶液的pH值，磷酸鹽可從含氫氧化鈮表面解吸出來。pH值的影響和解吸的研究表明：化學(xué)吸附作用、物理吸附作用和離子交換吸附機制在吸附過程中進行?；瘜W(xué)吸附包括鈮磷酸鹽復(fù)合形成物。只有那些通過物理吸附和離子交換吸附的磷酸根離子才能被解吸，而通過復(fù)合物的形成去除的磷酸根離子則不能被解吸。圖10 Nb2O54H2O去除磷酸鹽的ln Kc對T1圖(pH=2；C0=50 mgdm3；吸附劑用量=2 gdm3；t=5 h) 表3 用Nb2O54H2O去除磷酸鹽的熱動力學(xué)參數(shù)T (K)△G176。(kJmol1)△H176。(kJmol1)△S176。(Jmol1K1)2983083183283384 結(jié) 論，用Nb2O54H2O對磷酸鹽的吸附過程則是最好被描述為偽二階模型。磷酸鹽去除量隨pH值的下降趨于增加。其吸附行為跟隨Langmuir吸附等溫線最大吸附容量13 mgPg1。Langmuir無量綱分離因素計算結(jié)果表明這是一個良好的吸附。吸附后，在紅外光譜中，在1050 cm1中處出現(xiàn)峰值，是由于吸附的磷酸鹽的彎曲振動所致。熱力學(xué)參數(shù)表明，吸附過程是自發(fā)的，通過物理吸附相互作用來支配，吸附是一個自發(fā)的高溫吸熱過程和吸熱性質(zhì)。大約磷酸去吸附能力的60 ％被觀察在水的pH值為12處，這表明了在吸附劑表面，吸附的磷酸鹽和吸附點之間有相對強的粘合力[5]。感 謝。參考文獻[1] R. Chitrakar, S. Tezuka, A Sonoda, K. Sakane, K. Ooi, T. Hirotsu, Selective adsorption of phosphate from seawater and wastewater by amorphous zirconium hydroxide, J. Colloid Interface Sci. 297 (2006) 426433.[2] , B. S. Patra, N. Baliarsingh, K. M. Parida, Adsorption of phosphate by layered double hydroxides in aqueous solutions, Appl. Clay Sci. 32 (2006) 252–260.[3] H. Ye, F. Chen, Y. Sheng, G. Sheng, G. Fu, Adsorption of phosphate from aqueous solution onto modified palygorskites, Sep. Purif. Technol. 50 (2006) 283–290.[4] M. Ozacar, Contact time optimization of twostage batch adsorber design using secondorder kinetic model for the adsorption of phosphate onto alunite, . Mater. 137 (2006) 218–225.[5] C. Namasivayam, D. Sangeetha, Equilibrium and kinetic studies of adsorption of phosphate onto ZnCl2 activated coir pith carbon, J. Colloid Interface Sci. 280(2004) 359–365.[6] , , , Removal of phosphate species from solution by adsorption onto calcite used as natural adsor
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