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        海水中主要無(wú)機(jī)陰離子對(duì)針鐵礦吸附磷的影響

        2019-12-02 01:23:18沙恩都合什·努爾哈力葉爾加那提·烏魯乎盤(pán)胡亞楠趙艷鋒
        當(dāng)代化工 2019年9期
        關(guān)鍵詞:影響

        沙恩都合什·努爾哈力 葉爾加那提·烏魯乎盤(pán) 胡亞楠 趙艷鋒

        摘? ? ? 要:采用水解中和法制備了針鐵礦,研究了海水中的無(wú)機(jī)陰離子Cl-、Br-、F-、SO42-和HCO3-對(duì)針鐵礦吸附磷的影響。結(jié)果表明:當(dāng)存在SO42-、Cl-、Br-和F-時(shí),針鐵礦吸附低濃度磷酸鹽受到抑制,吸附高濃度磷酸鹽時(shí)得到促進(jìn);而HCO3-對(duì)針鐵礦吸附磷有著很強(qiáng)的抑制能力;全部組分的主要無(wú)機(jī)陰離子共同存在時(shí),針鐵礦吸附磷受到抑制,酸性條件下的吸附量高于堿性條件。

        關(guān)? 鍵? 詞:針鐵礦;海水;磷酸鹽;無(wú)機(jī)陰離子

        中圖分類(lèi)號(hào):TQ138.1;TQ126.3;? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A? ? 文章編號(hào): 1671-0460(2019)09-2040-04

        Abstract: Goethite was prepared by hydrolysis and neutralization method. And then the effect of inorganic anions Cl-, Br-, F-, SO42-and HCO3- in seawater on phosphorus adsorption by the goethite was studied. The results showed that, when SO42-, Cl-, Br- and F- existed, goethite adsorbing low concentration phosphate was inhibited, adsorbing high concentration phosphate was promoted; HCO3- had strong inhibitory effect on the adsorption of phosphorus by goethite; when the main inorganic anionic electrolytes coexisted, phosphorus adsorption by goethite was inhibited, the adsorption amount under acidic conditions was higher than that under alkaline conditions.

        Key words: Goethite; Seawater; Phosphate; Inorganic anion

        富營(yíng)養(yǎng)化是當(dāng)今世界威脅水生生態(tài)系統(tǒng)嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題。海洋雖然環(huán)境容量大,但在近岸海域和海灣,氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的進(jìn)入易造成海水的富營(yíng)養(yǎng)化[1,2]。近岸海水的富營(yíng)養(yǎng)化會(huì)對(duì)魚(yú)類(lèi)、貝類(lèi)養(yǎng)殖、底棲植物及海底植被產(chǎn)生嚴(yán)重的影響,進(jìn)而會(huì)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失,產(chǎn)生一定的社會(huì)問(wèn)題[3]。

        海洋海底存在豐富的礦物沉積,針鐵礦是其中組分之一, 具有穩(wěn)定的晶型結(jié)構(gòu)和良好的吸附性能[4]。很多學(xué)者對(duì)其吸附性能進(jìn)行了研究。王丹麗研究了針鐵礦對(duì)銅離子、鎘離子和鋅離子的吸附行為[5];袁林研究了針鐵礦對(duì)Pb2+的等溫吸附和吸附動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)[6];顧維考察了針鐵礦對(duì)諾佛沙星的吸附行為[7];孫進(jìn)研究了針鐵礦對(duì)水中硫酸根離子的吸附情況[8];范秀山根據(jù)溶液理論, 通過(guò)三維圖像處理方法, 得到了磷酸根離子在人工合成針鐵礦上發(fā)生專(zhuān)性吸附的一個(gè)特征方程[9];宋康研究了腐殖酸對(duì)針鐵礦吸附磷的影響機(jī)理[10];趙艷鋒以人工合成的針鐵礦為吸附劑,處理模擬含磷廢水,取得了較好的效果[11];王小明研究了鐵(氫)氧化物懸浮液中磷酸鹽的吸附-解析特性[12]。

        磷元素在水—沉積物的遷移轉(zhuǎn)化是磷循環(huán)的重要過(guò)程。而水體中的不同鹽分與pH值對(duì)膠體、沉積物的吸附過(guò)程有著不同影響。針鐵礦對(duì)磷的吸附機(jī)理,目前公認(rèn)的是形成共價(jià)的Fe3+-O-P鍵,以及在針鐵礦表面存在有利的微觀結(jié)構(gòu)提供結(jié)合位點(diǎn)[13]。研究磷在海水環(huán)境下不同陰離子對(duì)揭示其吸附機(jī)理,磷的遷移轉(zhuǎn)化行為,對(duì)沿海河口的富營(yíng)養(yǎng)化治理提供依據(jù)。

        1? 實(shí)驗(yàn)部分

        1.1? 針鐵礦的制備

        配置需要濃度的硝酸鐵溶液,用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值,于80 ℃養(yǎng)護(hù)48h,離心分離,烘干,磨碎,制備出針鐵礦[11],采用掃描電鏡(SEM)及粉末X射線衍射儀(XRD)進(jìn)行表征。

        1.2? 實(shí)驗(yàn)方法

        準(zhǔn)確量取一定量已知濃度的KH2PO4溶液,再加入5 mL背景電解質(zhì)溶液 (分別為 NaCl、NaBr、NaF、Na2SO4和NaHCO3 ), 將溶液定容至 50 mL,使溶液中Cl-、Br-、F- 、SO42-、HCO3- 濃度分別為19 700、6.5、1.4、2 740、152 mg/L,將溶液pH調(diào)至設(shè)定值,然后加入 100 mg針鐵礦固體,在25 ℃,150 r/min振蕩器振蕩200 min。完成振蕩后在5 000 r/min下離心,取上清液測(cè)定剩余磷濃度。磷的濃度采用鉬酸銨分光光度法測(cè)定。在相同pH條件下將其與無(wú)電解質(zhì)環(huán)境的吸附情況做出比較,繪制吸附等溫線。

        2? 結(jié)果分析

        2.1? 針鐵礦的表征

        將制備的針鐵礦用XRD進(jìn)行表征。結(jié)果如圖1所示。

        由圖1可見(jiàn),在21.2°,33.2°,36.6°處出現(xiàn)尖銳衍射峰,參照相關(guān)文獻(xiàn)及JCPDS Card: 81- 0463,表明制備的為針鐵礦(α‐FeOOH)[11,14,15]。

        由圖2的SEM圖可知,所制備的針鐵礦呈細(xì)小棒狀, 直徑 30~50 nm, 長(zhǎng)度500 nm 左右,納米棒均勻分散,交錯(cuò)排布,無(wú)明顯團(tuán)聚。

        由圖2的SEM圖可知,所制備的針鐵礦呈細(xì)小棒狀, 直徑 30~50 nm, 長(zhǎng)度500 nm 左右,納米棒均勻分散,交錯(cuò)排布,無(wú)明顯團(tuán)聚。

        2.2? 氯離子對(duì)針鐵礦吸附磷的影響

        準(zhǔn)確量取一定量已知濃度的KH2PO4 溶液,再加入一定量的 NaCl溶液,將溶液定容至 50 mL使溶液中 Cl-濃度均為為19 700 mg/L,磷濃度分別為0.2,0.4,0.6,0.8,1.0,1.2 mg/L,將溶液pH調(diào)至設(shè)定值,然后加入 100 mg針鐵礦固體,在25 ℃,150 r/min振蕩器振蕩200 min。5 000 r/min下離心5 min,取上清液測(cè)定剩余磷濃度,如圖3。

        由圖3可見(jiàn):磷濃度較低時(shí),吸附量上升較快,隨著磷初始濃度的增加,吸附量仍增加,但趨勢(shì)變緩。在堿性條件下的去除率略微高于酸性條件。從吸附等溫線比較圖中可以看出,Cl-對(duì)較高濃度與較低濃度的磷有著不同的影響行為,針鐵礦吸附較低濃度的磷溶液時(shí)起抑制作用,吸附較高濃度的磷溶液時(shí)起促進(jìn)作用。

        2.3? 溴離子對(duì)針鐵礦吸附磷的影響

        配制初始磷濃度分別為0.2,0.4,0.6,0.8,1.0,1.2 mg/L,溶液體積為50 mL的溶液,調(diào)節(jié)適當(dāng)?shù)膒H。溶液的電解質(zhì)背景為6.5 mg/L的Br-。同樣考察pH=6與pH=8的環(huán)境影響。于25 ℃,150 r/min振蕩200 min。在5 000 r/min下離心分離,取上清液測(cè)定剩余磷濃度。在相同pH條件下將其與無(wú)電解質(zhì)環(huán)境的吸附情況做出比較,畫(huà)出吸附等溫線如圖4所示。

        由圖4可見(jiàn),隨著磷初始濃度的增加,吸附量呈上升趨勢(shì),這與Cl-的影響類(lèi)似。在堿性條件下的吸附量要高于酸性條件。從吸附等溫線對(duì)比圖中可以看出Br-和pH對(duì)針鐵礦吸附磷有著不同的影響行為:pH=8時(shí)Br-對(duì)針鐵礦吸附磷溶液整體上起促進(jìn)作用;pH=6時(shí)Br-對(duì)吸附較高濃度的磷溶液時(shí)起促進(jìn)作用,在吸附較低濃度的磷溶液時(shí)起抑制作用,這與Cl-的影響行為類(lèi)似。

        2.4? 氟離子對(duì)針鐵礦吸附磷的影響

        配置初始磷濃度分別為0.2,0.4,0.6,0.8,1.0,1.2 mg/L,溶液體積為50 mL的溶液,調(diào)節(jié)適當(dāng)?shù)膒H。溶液的電解質(zhì)背景為1.4 mg/L的F-。同樣考察pH=6與pH=8的環(huán)境影響。根據(jù)所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),畫(huà)出吸附等溫線如圖5所示。

        由圖5可見(jiàn):隨著磷初始濃度的升高,磷的吸附量呈上升趨勢(shì),在堿性條件下的吸附量要略高于酸性條件。F-對(duì)較高濃度與較低濃度的磷有著不同的影響行為:F-對(duì)針鐵礦吸附較低濃度的磷溶液時(shí)起抑制作用,吸附較高濃度的磷溶液時(shí)起促進(jìn)作用。這與Cl-、Br-的影響行為類(lèi)似。

        2.5? 硫酸根離子對(duì)針鐵礦吸附磷的影響

        配置初始磷濃度分別為0.2,0.4,0.6,0.8,1.0,1.2 mg/L,溶液體積為50 mL的溶液,調(diào)節(jié)適當(dāng)?shù)膒H。溶液的電解質(zhì)背景為2 740 mg/L的SO42-。同樣考察pH=6與pH=8的環(huán)境影響,如圖6。

        由圖6可見(jiàn):SO42-對(duì)較高濃度與較低濃度的磷有著不同的影響,SO42-對(duì)針鐵礦吸附較低濃度的磷溶液時(shí)起抑制作用,吸附較高濃度的磷溶液時(shí)起促進(jìn)作用。這與F-、Cl-、Br-的影響行為類(lèi)似。

        2.6? 碳酸氫根離子對(duì)針鐵礦吸附磷的影響

        配制初始磷濃度分別為0.2,0.4,0.6,0.8,1.0,1.2 mg/L,溶液體積為50 mL的溶液。此時(shí)溶液的電解質(zhì)背景為152 mg/L的HCO3-;同樣考察pH=6與pH=8的環(huán)境影響,如圖7。

        由圖7可見(jiàn):針鐵礦對(duì)磷的吸附量在酸性條件下要高于堿性條件,HCO3-對(duì)針鐵礦吸附磷溶液有抑制作用,在高濃度時(shí)更加明顯。這與F-、Cl-、Br-、SO42-的影響行為不同。

        2.7 全部海水主要無(wú)機(jī)陰離子對(duì)針鐵礦吸附磷影響

        在一定pH值下配制初始磷濃度分別為0.2,0.4,0.6,0.8,1.0,1.2 mg/L,溶液體積為50 mL的溶液,溶液的電解質(zhì)背景為: 19 700 mg/L Cl-、2 740 mg/L SO42-、1.4 mg/L F-、6.5 mg/L Br-、152 mg/L HCO3-。同樣考察pH=6與pH=8的環(huán)境影響,如圖8。

        由圖8可以看出:這5種主要無(wú)機(jī)陰離子存在的情況下,隨著磷初始濃度的增加,針鐵礦對(duì)磷的吸附量呈增加趨勢(shì),主要無(wú)機(jī)陰離子對(duì)針鐵礦吸附磷起到一定的抑制作用。

        3? 實(shí)驗(yàn)結(jié)果的機(jī)制討論和猜想

        3.1? HCO3-的抑制行為機(jī)制討論

        Jongsik Kim等[13]的實(shí)驗(yàn)證實(shí)磷酸根離子和羥基氧化鐵表面之間形成內(nèi)層復(fù)合物,存在Fe3+-O-P共價(jià)鍵,并且證實(shí)磷酸根離子通過(guò)兩個(gè)Fe3+-O-P鍵結(jié)合到表面形成的是內(nèi)球形雙齒復(fù)合物,當(dāng)然也證實(shí)了存在少部分結(jié)合不緊密的單齒復(fù)合物。根據(jù)磷酸的解離平衡常數(shù)不難算出其分布系數(shù),由此可以得出不同pH下磷酸的存在形態(tài)。在pH=6時(shí),90%以上為H2PO4-,其余不到10%為HPO42-;pH=8時(shí),HPO42-占到70%左右,其余為H2PO4-。這表明-OH官能團(tuán)有利于使P吸附在Fe3+上,形成化學(xué)鍵。同樣根據(jù)碳酸的解離平衡常數(shù)可知,pH=6時(shí)溶液中近70%為H2CO3分子,其余為HCO3-;pH=8時(shí),幾乎全部為HCO3-。HCO3-有著與H2PO4-和HPO42-相似的構(gòu)型含有-OH,可以競(jìng)爭(zhēng)針鐵礦上的吸附位點(diǎn),而H2CO3分子不帶電,無(wú)法靠近針鐵礦表面,故pH=8時(shí)的碳酸體系要有更強(qiáng)的抑制能力。這與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相同,這些表明–OH和負(fù)電荷可能為吸附所必須的要素。

        3.2? 鹵素陰離子和SO42-的抑制行為機(jī)制討論

        SO42-和鹵素陰離子的抑制行為比較特別,即

        低濃度抑制,高濃度促進(jìn)。根據(jù)膠體雙電層理論,一定的離子強(qiáng)度能引起雙電荷層的壓縮[16],這可能使磷更接近針鐵礦表面,這對(duì)磷酸鹽吸附在針鐵礦上是有利的。在磷濃度較低的情況下,背景電解質(zhì)相對(duì)含量較高,而針鐵礦表面的Fe3+容易吸引陰離子,較多的背景電解質(zhì)占據(jù)了吸附位,競(jìng)爭(zhēng)性抑制了磷的吸附。當(dāng)磷的濃度升高由于鹵素陰離子和SO42-沒(méi)有–OH來(lái)形成更穩(wěn)定的化學(xué)鍵,只壓縮了雙電層,促進(jìn)了磷的吸附。

        3.3? 全部無(wú)機(jī)陰離子共同作用的影響效果分析

        由于SO42-和鹵素陰離子并不能與Fe3+形成化學(xué)鍵,所以HCO3-將起到主導(dǎo)影響的作用,即非競(jìng)爭(zhēng)性抑制去占有針鐵礦上的吸附位點(diǎn);同時(shí)SO42-和鹵素陰離子將共同促進(jìn)磷酸鹽和HCO3-在針鐵礦上的吸附。所以全部無(wú)機(jī)陰離子共同作用的影響效果仍然表現(xiàn)為抑制磷的吸附,不同的是達(dá)到吸附平衡所用到的時(shí)間可能更短。

        4? 結(jié) 論

        (1)在25 ℃,無(wú)電解質(zhì)環(huán)境下測(cè)定了pH=6與pH=8的針鐵礦對(duì)磷的吸附等溫線,吸附量隨著初始濃度增加而增加,酸性條件下的吸附效果要好于堿性條件。

        (2)向體系中添加單一組分的海水中的主要無(wú)機(jī)陰離子作為電解質(zhì)背景,分別研究了Cl-、F-、Br-、SO42-、HCO3-對(duì)針鐵礦吸附磷的影響。結(jié)果表明:SO42-和鹵素陰離子對(duì)針鐵礦吸附較低濃度的磷溶液時(shí)起抑制作用,吸附較高濃度的磷溶液時(shí)起促進(jìn)作用,堿性條件時(shí)的吸附量要略微高于酸性;HCO3-對(duì)針鐵礦吸附磷時(shí)起強(qiáng)烈的抑制作用,酸性條件下的吸附量要高于堿性;

        (3)向體系中添加全部組分的主要無(wú)機(jī)陰離子作為電解質(zhì)背景,共同研究海水主要無(wú)機(jī)陰離子對(duì)針鐵礦吸附磷的影響。結(jié)果表明:全部組分對(duì)針鐵礦吸附磷依然起抑制的作用,酸性條件下的吸附量要高于堿性條件。

        參考文獻(xiàn):

        [1]胡勁召,齊丹,徐功娣. 滸苔對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化海水中氮磷去除效果的研究[J].海南熱帶海洋學(xué)院學(xué)報(bào),2017,24(5): 27-30+41.

        [2]張建民,張濤,李紅璣,等. 負(fù)載型Zr-ATP除磷吸附劑的制備及表征[J]. 當(dāng)代化工,2016,45(7): 1361-1364+1368.

        [3]林曉娟,高珊,及天宇,等. 海水富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)方法的研究進(jìn)展與應(yīng)用現(xiàn)狀[J].地球科學(xué)進(jìn)展,2018,33(4):373-384.

        [4]陳亮,賈永鋒,張雪霞,等.海水中主要無(wú)機(jī)陰離子對(duì)針鐵礦吸附鎘的影響[J].生態(tài)學(xué)雜志,2008,27(8):1367-1372.

        [5]王丹麗, 董曉丹, 王恩德. 針鐵礦對(duì)重金屬離子的吸附作用[J].黃金,2002,23(2):44-46.

        [6]袁林,肖萍,魏世強(qiáng),等. 針鐵礦對(duì)Pb2+的吸附特征及影響因素研究 [J].環(huán)境污染與防治,2009,31(11):5-8.

        [7]顧 維 ,趙 玲 ,董元華,等. 針鐵礦吸附諾氟沙星特征的研究[J]. 中國(guó)環(huán)境科學(xué),2011,31(8):1314-1320.

        [8]孫 進(jìn), 王志國(guó), 李龍海.針鐵礦吸附水中硫酸根離子的試驗(yàn)研究[J].黃金,2005,26(3):43-45.

        [9]范秀山, 張?jiān)氏妫?許秀成. 磷酸根離子在人工合成針鐵礦上吸附的特征方程[J]. 四川大學(xué)學(xué)報(bào),2001,33(4):41-44.

        [10]宋康,符志友,趙曉麗,等.腐殖酸對(duì)針鐵礦吸附磷的影響機(jī)理[J].環(huán)境科學(xué)研究,2012,8:904-910.

        [11]趙艷鋒,俞嘉瑞,汪靜柔,等.針鐵礦對(duì)模擬廢水中磷的吸附實(shí)驗(yàn)研究[J].應(yīng)用化工,2017,17:2116-2118+2122.

        [12]王小明,孫世發(fā),劉凡,等.鐵(氫)氧化物懸浮液中磷酸鹽的吸附-解析特性研究[J].地球化學(xué),2012,1:89-98.

        [13]Jongsik Kim, Wei Li, Brian L. Philips. Phosphate adsorption on the iron ox hydroxides goethite (a-FeOOH),akaganeite (b-FeOOH),and lepidcrocite (γ-FeOOH):31P NMR Study [J].Energy &Environmental Science,201l(4):4298-4350.

        [14]李瀟, 張國(guó)欣, 周偉,等.α-FeO( OH)納米棒的制備、表征及光催化性能[J].材料導(dǎo)報(bào),2011,25(6):88-90+94.

        [15]吳思源,練有為,鄭紅,等.制備條件對(duì)合成針鐵礦的影響[J].環(huán)境化學(xué),2012,31(10):1625-1630.

        [16]Linlin Hao,Tong Ouyang,Limin Lai,et al. Temperature effects on arsenate adsorption onto goethite and its preliminary application to arsenateremoval from simulative geothermal water [J]. The Royal Society of Chemistry,201l(4):51984-5199.

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