活性炭负载Fe(OH)3复合吸附剂的制备及磷吸附性能
《有机胺固体吸附剂的制备及其吸附二氧化碳性能研究》
《有机胺固体吸附剂的制备及其吸附二氧化碳性能研究》一、引言随着全球气候变化问题的加剧，二氧化碳排放的减少与处理成为了当前研究的热点。
有机胺固体吸附剂因其在吸附二氧化碳方面具有显著的效果和广泛的应用前景，已成为近年来研究的重点。
本文旨在研究有机胺固体吸附剂的制备方法，并对其吸附二氧化碳的性能进行深入探讨。
二、有机胺固体吸附剂的制备1. 材料与设备制备有机胺固体吸附剂所需的材料包括有机胺类化合物、活性炭、多孔硅胶等。
设备主要包括烘箱、搅拌器、反应釜等。
2. 制备方法首先，将活性炭或多孔硅胶进行预处理，以提高其比表面积和吸附性能。
然后，将预处理后的载体与有机胺类化合物在适当的温度和压力下进行反应，形成具有良好吸附性能的有机胺固体吸附剂。
三、吸附性能研究1. 实验方法采用静态吸附法对有机胺固体吸附剂的吸附性能进行研究。
在恒温条件下，将吸附剂与二氧化碳混合，测定其吸附量随时间的变化。
同时，通过改变温度、压力等条件，探讨不同因素对吸附性能的影响。
2. 结果与讨论（1）实验结果通过实验，我们发现在一定的温度和压力条件下，有机胺固体吸附剂对二氧化碳的吸附量随时间逐渐增加，达到一定时间后趋于稳定。
此外，我们还发现温度和压力对吸附性能有显著影响。
随着温度的升高，吸附量逐渐降低；而随着压力的增加，吸附量逐渐增加。
（2）结果讨论根据实验结果，我们可以得出以下结论：首先，有机胺固体吸附剂对二氧化碳具有良好的吸附性能；其次，温度和压力是影响吸附性能的重要因素；最后，不同制备方法可能影响吸附剂的孔隙结构和比表面积，从而影响其吸附性能。
因此，优化制备方法对提高有机胺固体吸附剂的吸附性能具有重要意义。
四、结论与展望本研究成功制备了具有良好二氧化碳吸附性能的有机胺固体吸附剂，并对其吸附性能进行了深入研究。
实验结果表明，该吸附剂在一定的温度和压力条件下具有较高的二氧化碳吸附量。
同时，我们还发现温度和压力是影响吸附性能的重要因素。
然而，本研究的成果仅为初步研究，仍有许多问题需要进一步探讨。
粉煤灰镧改性吸附水中磷的性能研究
梁旭华１ ， 石家豪２ ， 韩 非２
（１ 唐山市市政建设总公司， 河北 唐山 ０６３０００； ２ 河北工业大学， 天津 ３００４０１）
摘 要： 将粉煤灰与碳酸钾混合后焙烧， 再浸渍硝酸镧， 制备出镧改性粉煤灰 （ Ｌａ－ＦＡ） 。 通过多种手段对
Ｌａ－ＦＡ 进行了表征， 并研究了其对含磷废水的吸附性能。 结果表明： Ｌａ－ＦＡ 表面形成许多孔隙， 具有更多吸附
位点和羟基官能团， 硅和铝含量的增加。 Ｌａ－ＦＡ 零点电位的 ｐＨ 值为 ５ ８。 当水中磷的质量浓度为 ３０ ｍｇ ／ Ｌ、 温
度为 ２０ ℃ 、 ｐＨ 为 ４ １ 时， 投加 ２ ｇ ／ Ｌ 的 Ｌａ－ＦＡ 且吸附时间为 ２０ ｍｉｎ 时， 磷去除率可达 ９８％， 吸附量为 ２４ １３
ｍｇ ／ ｇ。 Ｌａ－ＦＡ 对磷的吸附过程可分为三个阶段， 符合 Ｌａｎｇｍｕｉｒ 等温吸附模型和拟二级吸附动力学模型。 吸附过
将 ＦＡ 过 ２００ 目筛后用去离子水清洗， 置 １０５ ℃
温度下烘干， 然后将其与碳酸钾按 ４ ∶ １ 混合后置于
箱式电炉中， 在 ７００ ℃ 温度下焙烧 １ ｈ。 待产物冷却
后， 加入到 ０ １ ｍｏｌ ／ Ｌ 的硝酸镧溶液中浸渍 ６０ ｍｉｎ，
用去 离 子 水 充 分 冲 洗 浸 渍 后 的 固 体， 最 后 将 其 在
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｌａｎｔｈａｎｕｍ－ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｆｌｙ ａｓｈ （ Ｌａ－ＦＡ） ｗａｓ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｂｙ ｍｉｘｉｎｇ ｆｌｙ ａｓｈ ｗｉｔｈ ｐｏｔａｓｓｉｕｍ ｃａｒｂｏｎａｔｅ ａｎｄ ｉｍｐｒｅｇｎａｔｉｎｇ ｌａｎｔｈａｎｕｍ
ｎｉｔｒａｔｅ． Ｉｔ ｗａｓ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄ ｂｙ ｖａｒｉｏｕｓ ｍｅａｎｓ ａｎｄ ｕｓｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｏｆ ｐｈｏｓｐｈｏｒｏｕｓ－ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ． Ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｏｆ Ｌａ－ＦＡ ｈａｓ
氧化铁-活性炭复合材料的制备及去除水中有机物和砷的研究共3篇
氧化铁-活性炭复合材料的制备及去除水中有机物和砷的研究共3篇氧化铁/活性炭复合材料的制备及去除水中有机物和砷的研究1氧化铁/活性炭复合材料的制备及去除水中有机物和砷的研究随着工业化进程的加速和生活水平的提高，水污染问题日益严重，其中水中有机物和砷是常见的水污染物。
因此，对于水中有机物和砷的去除，一直是环保领域的关键研究方向之一。
而氧化铁/活性炭复合材料就是一种有效的去除水中有机物和砷的材料。
本文将介绍氧化铁/活性炭复合材料的制备方法和其在去除水中有机物和砷方面的研究成果。
首先，介绍氧化铁/活性炭复合材料的制备方法。
氧化铁可以通过化学合成法、水热法、共沉淀法等多种方法制备得到。
而对于活性炭的制备，一般采用物理活化法和化学活化法。
物理活化法是将碳质原料在高温下进行焙烧，使其在一定程度上增加孔隙度。
而化学活化方法则是将碳质原料与碱、酸等的混合物进行反应，形成的孔道更为均匀和细小。
在制备氧化铁/活性炭复合材料时，一般采用掺杂法和复合法。
掺杂法是将活性炭与氢氧化铁的溶液混合制备而成，而复合法则是先制备得到氧化铁纳米颗粒，再将其与活性炭混合制备成复合材料。
接下来，介绍氧化铁/活性炭复合材料在去除水中有机物和砷方面的研究成果。
实验结果表明，氧化铁/活性炭复合材料在去除水中有机物和砷方面均具有良好的去除效果。
其中，在去除水中有机物方面，复合材料的去除率可达90%以上，尤其对于苯、甲苯、乙苯等具有毒性的有机污染物的去除效果更加显著。
通常情况下，复合材料的去除效果与其表面孔径大小、化学成分和孔隙结构有关。
而在去除水中砷方面，复合材料也表现出了较好的去除效果，其去除率可达到80%以上。
研究发现，氧化铁/活性炭复合材料在去除水中砷时，主要是利用氧化铁对砷的氧化作用和活性炭对砷的物理吸附作用相结合。
综上所述，氧化铁/活性炭复合材料是一种有效的去除水中有机物和砷的材料。
在制备方面，掺杂法和复合法均可制备得到复合材料，但复合法制备得到的复合材料的孔隙结构相对较优。
功能化磁性活性炭的制备及其吸附性能的研究
功能化磁性活性炭的制备及其吸附性能的研究功能化磁性活性炭的制备及其吸附性能的研究引言：活性炭因其良好的吸附性能在环境治理和水处理等领域得到了广泛应用。
然而，传统的活性炭在吸附后难以从溶液中快速、有效地分离和回收，且存在容易堵塞过滤器的问题。
因此，将活性炭与磁性材料结合，制备功能化磁性活性炭，成为一种具有应用潜力的新型吸附材料。
本文将探讨功能化磁性活性炭的制备方法，并研究其吸附性能。
一、功能化磁性活性炭的制备方法1. 活性炭的制备活性炭是以天然或合成有机物为原料，通过一系列的炭化、活化等工艺制备而成的多孔有机高分子材料。
传统活性炭的制备方法有物理法、化学法和物理-化学法等。
在此基础上，通过将活性炭与磁性材料结合，制备功能化磁性活性炭。
2. 磁性材料的引入在活性炭的制备过程中，可以引入一定量的磁性材料，如铁磁性氧化物（如Fe3O4）、嵌段磁性复合材料等。
磁性材料的引入使得活性炭具备了磁响应性，从而实现了磁性分离和回收。
3. 表面功能化改性为了提高功能化磁性活性炭的吸附性能，可以对其表面进行功能化改性。
常用的改性方法包括化学修饰、负载功能材料等。
这些改性手段可以增加活性炭的吸附位点，提高吸附效果。
二、功能化磁性活性炭的吸附性能研究1. 吸附性能测试在实验室条件下，通过批量吸附实验来测试功能化磁性活性炭的吸附性能。
选择不同类型的污染物模拟溶液，测定吸附剂对其的吸附量和吸附速率等指标。
考察参数包括溶液初始浓度、吸附时间、pH值等。
2. 吸附机理研究通过对吸附剂表面的功能基团、孔结构和比表面积等进行表征，研究其与目标污染物的相互作用机理。
以及通过实验参数的变化确定吸附过程中的控制步骤。
例如，通过Langmuir和Freundlich等模型拟合实验数据，分析吸附过程的等温性质和吸附容量等特征。
3. 模型预测和应用展望通过对实验数据的分析，建立数学模型对吸附性能进行预测。
然后将该模型应用到实际水处理或废水处理中，优化吸附剂的操作参数以提高吸附效果。
活性炭负载金属催化剂的研究进展
活性炭负载金属催化剂的研究进展华鹏飞;蒋雨涛;陶雪芬【摘要】活性炭作为一种优良的催化剂载体被广泛应用于催化领域，其经酸碱预处理或氧化预处理后表面可负载一种或多种金属催化剂，是优化各种金属催化剂性能的有效方法之一。
为给今后活性炭载体催化剂的研发提供一些参考和方向，从单一金属催化剂负载和复合金属催化剂负载的制备、催化活性及应用着手，对近年来新制备的活性炭负载金属催化剂进行综述。
%Activated carbon as an excellent catalyst carrier is widely used in catalyst industry. After the pre-treatment of alkali or oxidation, it can load one or multiple metal catalysts to optimize the performance of various metals. In this paper, research progress of carbon support single-metal and multi-metal catalysts was discussed from the aspects of preparation methods, catalytic activities and application.【期刊名称】《当代化工》【年(卷),期】2016(045)009【总页数】3页(P2214-2216)【关键词】活性炭;有效负载;单一金属催化剂;复合金属催化剂【作者】华鹏飞;蒋雨涛;陶雪芬【作者单位】台州职业技术学院，浙江台州 310008;台州职业技术学院，浙江台州 310008;台州职业技术学院，浙江台州 310008【正文语种】中文【中图分类】TQ424活性炭是一种具有极丰富孔隙构造和高比表面积的多孔状炭化物，能够被动吸附一些污染物到自己的孔隙中，是目前使用最为广泛的吸附剂。
活性炭负载磷钨酸催化剂的制备及其催化氧化脱硫性能
CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2017年第36卷第11期·4072·化 工 进展活性炭负载磷钨酸催化剂的制备及其催化氧化脱硫性能侯影飞1，李力军1，蒋驰1，郭宁1，2，牛青山1（1中国石油大学(华东)化学工程学院，重质油国家重点实验室，山东 青岛 266580；2中国海洋大学化学化工学院，山东，青岛 266100）摘要：以活性炭（AC ）为载体，磷钨酸（HPW ）为活性组分，通过等体积浸渍法制备HPW/AC 催化剂，并以二苯并噻吩（DBT ）的正十二烷溶液为模拟油（硫含量为800μg/g ），H 2O 2为氧化剂，探究催化剂的催化氧化脱硫性能。
采用BET 、SEM 和XRD 表征手段对催化剂的结构进行分析。
考察了反应温度、反应时间、H 2O 2用量、催化剂用量、乳化剂用量以及模拟油的组成对催化剂催化氧化脱硫效果的影响，最后考察了催化剂的循环使用性能。
结果表明，AC 经质量分数45%硝酸溶液80℃下活化2h ，活性组分HPW 的负载质量分数为30%时，所制备的HPW/AC 催化剂的氧化脱硫性能最好；最佳反应条件为反应温度80℃，反应时间80min ，氧化剂/硫摩尔比n (H 2O 2)/n (S)=12，催化剂用量0.05g/mL ，乳化剂用量0.004g/mL 。
该反应条件下DBT 被氧化为二苯并噻吩砜（DBTO 2），用N -甲基吡咯烷酮（NMP ）进行萃取，萃取比为1，模拟油的氧化脱硫率达到90.4%。
芳香族化合物和烯烃对氧化脱硫效果起到抑制作用，烯烃的影响最为显著，并且催化剂具有良好的稳定性。
关键词：模拟油；HPW/AC 催化剂；氧化脱硫；过氧化氢中图分类号：TE624 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2017）11–4072–08 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2017-0356Preparation and performance of phosphotungstic acid/activated carboncatalyst for catalytic oxidative desulfurizationHOU Yingfei 1，LI Lijun 1，JIANG Chi 1，GUO Ning 1，2，NIU Qingshan 1（1State Key Laboratory of Heavy Oil Processing ，College of Chemical Engineering ，China University of Petroleum（East China ），Qingdao 266580，Shandong ，China ；2College of Chemistry and Chemical Engineering ，Ocean Universityof China ，Qingdao 266100，Shandong ，China ）Abstract ：The HPW/AC catalyst was prepared by the incipient wetness impregnation method with activated carbon and phosphotungstic acid （HPW ）as the support and active component respectively. The model fuel was prepared by dissolving dibenzothiophene （DBT ） into n -dodecane yielding a sulfur concentration of 800μg/g ，for which HPW/AC was investigated with hydrogen peroxide （H 2O 2）as oxidant. HPW/AC was characterized by the means of BET ，SEM and XRD. The effects of oxidative temperature ，reaction time ，the mount of H 2O 2，the dosage of catalyst and CTAB on the performance of HPW/AC for the oxidative desulfurization （ODS ）were also investigated. The reusability of HPW/AC was explored as well. The results showed that HPW/AC with activation of 45% HNO 3 at HPW loading amount of 30% had the best performance in the ODS. The optimum reaction conditions were determined as oxidative temperature at 80℃，the molar ratio of oxidant to sulfur of 12，and the dosage of catalyst and CTAB of 0.05g/mL and 0.004g/mL in the model fuel ，under which DBT was项目。
以硅胶和活性炭为基质的复合吸附剂吸附性能的对比
通过热重分析仪测得的 2种复合吸附剂的等压吸 附线如图 4 所示 . 基本规律为吸附量会随着压力的升 高和温度的降低而增大 . 当温度从 100 ℃开始下降到 某个温度时 , 2 种基质的复合吸附剂均会发生一个激 增 , 这时吸附量会从 0.05 g/g以下迅速增加到 2.3 g/g, 这一变化趋势及吸附增加量与理论分析中固态无水 盐与气态水蒸气之间的水合反应基本一致 [16], 因此 可以认为此过程是无水 LiCl 水蒸气发生水合化学反 应生成了 LiCl·H2O. 不同的是在低压下 (0.66 和 0.96 kPa), ALi40吸附剂可以观察到一个明显的吸附平台 , 即吸附量并不随温度变化发生明显变化 , 而这一平 台在 SLi40 中并未出现 . 平台的出现说明水合反应的 产物 LiCl·H2O 可以在 ALi40 吸附剂中稳定存在一定 时间 , 而在 SLi40 中此产物不能够在一定的温度区间 内稳定存在 . 其原因可能是亲水性的硅胶基质的表 面基团与 LiCl 离子之间的接触对 LiCl 的吸水性能形 成了改性
[2~4] [1]
吸水过程中 , 多孔基质的吸水量仅贡献了总吸水量 的 6%~7%, 故基质的作用主要体现在增大吸水盐与 水蒸气的接触面积 , 改善吸附反应动力学方面 . 完整 的无机盐的吸水过程实际上是一个从无水盐到最后 形成盐水溶液的三相过程 [16], 这个过程在机理上可 能依次包括以下 3 个反应 : 固态无水盐与气态水蒸气 之间的水合反应 ; 固态无水盐、液态盐溶液与气态水 蒸气之间的三相液解 ; 液态盐溶液与气态水蒸气之 间的吸收过程 . 这些盐在吸附一定量的水后都会生 成盐溶液 , 因此基质的另一个作用是利用其丰富的 内部微孔体积来承载形成的盐溶液 , 防止过量的盐 溶液析出而造成吸附性能衰减和对吸附床金属的腐蚀. 相比 CaCl2 和 LiBr, LiCl 在相同条件下的吸水能 力更强 [16], 故本文选用 LiCl作为吸水盐 . 而基质的选 择是 LiCl 理论上的强吸水性能否实现的关键 . 硅胶 是最为常用的基质 , 它自身便具有很强的吸水能力 , 亲水性较强 , 但硅胶 - 盐复合吸附剂在配制过程中硅 胶颗粒较易发生破碎 , 稳定性有待提高 [17]. 活性炭
几种新型吸附剂的设计、制备及其对水中抗生素污染物的吸附性能研究
几种新型吸附剂的设计、制备及其对水中抗生素污染物的吸附性能研究一、本文概述随着人类社会的快速发展，大量抗生素被广泛应用于医疗、畜牧和水产养殖等领域。
然而，抗生素的滥用和不当排放导致了严重的水体污染问题，对人类健康和生态环境造成了巨大的威胁。
因此，开发高效、环保的抗生素去除技术成为了当前研究的热点。
吸附法作为一种经济、实用的废水处理技术，被广泛应用于各种污染物的去除。
本文旨在设计并制备几种新型吸附剂，并研究其对水中抗生素污染物的吸附性能，以期为抗生素废水的治理提供新的解决方案。
本文将综述抗生素污染的现状、危害及现有的处理技术，分析吸附法在抗生素废水处理中的优势和挑战。
在此基础上，提出几种新型吸附剂的设计思路，包括材料的选择、结构的优化以及改性方法等。
接着，本文将详细介绍新型吸附剂的制备过程，包括原料的选择、制备工艺的优化以及吸附剂的表征等。
通过扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、射线衍射（RD）等手段对吸附剂的形貌、结构和性质进行表征，为后续吸附性能的研究奠定基础。
然后，本文将通过批量吸附实验，研究新型吸附剂对水中抗生素污染物的吸附性能。
考察吸附时间、温度、pH值、抗生素浓度等因素对吸附效果的影响，并通过吸附动力学、吸附热力学等模型对吸附过程进行解析。
通过对比实验，评估新型吸附剂与其他吸附剂在抗生素去除方面的优劣。
本文将总结新型吸附剂在抗生素废水处理中的应用前景，提出改进意见和建议，为未来的研究提供参考。
本文的研究结果将为抗生素废水的治理提供新的思路和方法，有助于推动水体环境保护和可持续发展。
二、文献综述近年来，随着畜牧养殖和水产养殖业的快速发展，以及医疗和制药行业的进步，大量抗生素被广泛应用，导致水环境中抗生素污染问题日益严重。
抗生素的残留不仅可能对生态环境造成长期负面影响，还可能通过食物链威胁人类健康。
因此，寻找高效、环保的抗生素去除方法已成为当前研究的热点。
吸附法作为一种操作简便、成本低廉的水处理技术，在抗生素去除方面展现出巨大的潜力。
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活性炭负载Fe(OH)3复合吸附剂的制备及磷吸附性能王惠松;金承钰;吕升;邹亚娟;王斌涛;黄大成【摘要】采用溶胶-凝胶法,以秸秆活性炭、聚乙烯醇(PVA)和九水合硝酸铁为原料,成功制备了活性炭负载氢氧化铁复合吸附材料(活性炭负载(Fe(OH)3),以XRD、SEM等表征手段对所得材料的形貌、组成及结构进行了表征.结果表明,通过溶胶-凝胶及低温煅烧,纳米级Fe(OH)3粒子均匀分散在活性炭表面,而Fe(OH)3的随负载量是影响复合吸附剂的重要影响因素.吸附实验结果表明,活性炭负载Fe(OH)3复合吸附剂对磷具有良好的去除效果,Fe(OH)3的最佳负载量为5.6％,其最高吸附量可达5.56 mg/g.吸附等温线符合Freundlich等温吸附模式,且复合吸附剂对磷元素的吸附为优惠型吸附.【期刊名称】《实验室研究与探索》【年(卷),期】2016(035)004【总页数】4页(P22-25)【关键词】氢氧化铁;秸秆;活性炭;磷吸附;复合吸附剂【作者】王惠松;金承钰;吕升;邹亚娟;王斌涛;黄大成【作者单位】嘉兴市环境保护监测站,浙江嘉兴 314000;上海交通大学分析测试中心,上海 200240;嘉兴市环境保护监测站,浙江嘉兴 314000;上海交通大学分析测试中心,上海 200240;上海工程技术大学工程实训中心,上海 201620;上海工程技术大学工程实训中心,上海 201620【正文语种】中文【中图分类】X703.1磷是水体中主要的限制性营养元素，因此除磷对防治水体富营养化具有重要意义[1]。
污水除磷的方法主要分为化学沉淀法[2-3]、生物法[4]和吸附法[5-6]，生物法的稳定性和灵活性较差，常受进水水质和运行条件的影响，如碳源、pH值等因素的影响[7-9]，出水的磷含量往往达不到国家排放标准要求,采用A/O，A2/O，SBR等强化生物除磷工艺处理城市污水时，磷的去除率约为75%，若进水的总磷含量为4～8 mg/L，则出水中总磷含量为1～2 mg/L，远不能达到城镇污水处理厂污染物排放标准中的一级 P标准(TP≤0.5 mg/L) [10-11]，而沉淀法中的沉降污泥则容易造成二次污染。
而吸附法因其效率高、操作简便、能再生和可回收磷资源而受到广泛关注[12]，常用的吸附剂有工业废渣和金属氧化物等。
Fe(OH)3作为吸附材料被广泛应用于印制电路板、造纸等行业的废水处理。
近年来，Fe(OH)3对水中磷元素的吸附也有所报道，Fe(OH)3对磷元素的吸附主要通过其表面的正电荷与磷酸盐的负电荷之间的静电引力实现。
目前，仍较缺乏关于Fe(OH)3除磷的详细研究，尤其如何进一步提高Fe(OH)3对磷的吸附容量，以及Fe(OH)3除磷等温吸附过程，仍然没有得到充分的表征。
本文拟将Fe(OH)3粒子分散在活性炭表面，以提高单位Fe(OH)3对磷的吸附量。
实验采用了溶胶-凝胶法合成Fe(OH)3/活性炭复合材料，通过控制前驱体浓度，实现Fe(OH)3纳米粒子的高度分散和差异性粒径分布，同时对材料的组成和结构进行了表征。
研究了该材料对磷的吸附行为，包括复合吸附剂中功能组分的含量、水溶液中磷元素浓度，吸附时间等影响因素。
本文为开发高效的除磷吸附材料提供了一定的理论依据。
1.1 试剂与材料试剂：PVC、磷酸钠和九水合硝酸铁，国药集团化学试剂有限公司。
材料：活性炭，自制，磨碎至200目，105 ℃烘干至恒重，装入干燥器中备用。
1.2 实验仪器本实验中，所用到的仪器为ASAP 2020M型比表面积及孔径分析仪(美国Micromeritics公司)；D8 ADVANCE型多晶X射线粉末衍射仪(德国Bruker公司)；Sirion 200型场发射扫描电子显微镜(SEM)(荷兰FEI公司)；iCAP6300型电感耦合等离子发射光谱仪(美国Thermo公司)。
1.3 实验过程(1) 活性炭负载Fe(OH)3复合吸附剂的制备。
分别将1.06、0.53和0.106 g的聚乙烯醇(PVA)溶入50 g去离子水，再向配制好的3份溶液中依次加入3.76、1.88和0.376 g九水合硝酸铁，待硝酸铁完全溶解后，分别在前驱体溶液中加入10 g活性炭，静置72 h，自然风干后得到前驱体I、前驱体II和前驱体III。
最后,将3种前驱体转入坩埚中，置于热处理系统中350 ℃保持1 h。
自然冷却后取出产物，清水洗涤至滤液中性，得到Fe(OH)3改性活性炭。
对应前驱体I、前驱体II和前驱体III所得改性活性炭分别命名为AC-1、AC-2和AC-3。
(2) 磷吸附实验。
配制磷浓度为5～20 mg/L的磷酸钠溶液各100 mL，置于锥形瓶中，分别加入一定量复合吸附剂。
将锥形瓶密封，放入恒温振荡器中震荡，温度为25 ℃，速度为300 r/min。
经过一定的时间间隔后，取出1 mL上清液测定磷浓度，根据下式计算吸附量qe(mg/g)：式中:V表示溶液体积(L);C0和Ce分别表示吸附前、后P元素的浓度(mg/L);m表示所用活性炭的质量(g)。
2.1 复合吸附剂的XRD分析图1为Fe(OH)3@活性炭复合吸附剂的XRD分析。
在该图谱中,2θ为24°和44°处出现了对应于石墨微晶的(002)和(10)面两个衍射峰。
同时，图谱中2θ为26°处出现氢氧化铁特征峰，这与实验设计相符，即得到的产物为Fe(OH)3改性活性炭复合吸附剂。
同时，图1也显示当Fe(OH)3含量在1%时，氢氧化铁特征峰并不明显，而Fe(OH)3含量增加到5%后，Fe(OH)3特征峰逐渐明显。
2.2 复合吸附剂的形貌表征采用场发射扫描电子显微镜对改性活性炭样品的表面形貌进行观察，结果如图2所示。
由图可以看出,作为基底的活性炭材料，其颗粒尺寸为2～5 μm，且大部分颗粒呈片状。
图2(b)为Fe(OH)3改性活性炭样品20 000倍条件下的形貌观察，可以看到大量纳米级的Fe(OH)3颗粒均匀黏附在活性炭表面。
一方面具有丰富孔结构的活性炭为磷元素的扩散提供了通道和驱动力；另一方面片状活性炭的表面为Fe(OH)3颗粒的附着提供了活性位置，使得活性炭的多孔结构和Fe(OH)3对磷元素的吸附功能实现了耦合，是复合吸附剂的高容量吸附的物质和结构基础。
2.3 Fe(OH)3含量对复合吸附剂的表面积的影响不同Fe(OH)3含量对复合吸附剂的表面积的影响如图3所示。
由图看出，产品原始活性炭的比表面积为1 235 m2/g，其随Fe(OH)3含量的增大而逐渐降低，当复合吸附剂中碳酸钙含量升高至10.5%时，活性炭的比表面积下降到377 m2/g。
结合图2中SEM表征可以看出，比表面积降低主要是由于Fe(OH)3颗粒附着在活性炭表面和内孔中而导致微孔的阻塞。
2.4 复合吸附剂对水中磷元素吸附性能表征(1) 吸附剂中Fe(OH)3含量及吸附剂用量对吸附效果的影响。
分别称取0.1 g复合吸附剂AC-1、AC-2和AC-3于锥形瓶中，加入磷初始浓度为20 mg/L的磷酸钠溶液100 mL，放入恒温空气浴振荡器中，常温振荡 120 min。
不同Fe(OH)3含量对磷元素去除率的影响如图4(a)所示。
该图显示，随着Fe(OH)3在复合吸附剂中含量的上升，复合吸附剂对磷元素的吸附容量出现了一个峰值，即当Fe(OH)3的含量为5.6%时，复合吸附剂的吸附能力最大为5.56 mg/g。
这主要是由于在复合吸附剂吸附磷元素的过程中，材料的孔隙率和Fe(OH)3吸附磷元素的活性位置的数量是影响磷元素吸附的两个主要的因素，当Fe(OH)3含量较少时，虽然复合吸附剂具有较高的孔隙率，但是Fe(OH)3能提供的吸附活性位数量较少，而当Fe(OH)3含量过度增加时，Fe(OH)3在活性炭表面的沉积堵塞了活性炭微孔，造成活性炭孔隙率的急剧下降，大大降低了磷元素在吸附剂内部的扩散能力。
分别称取0.05, 0.10, 0.15和0.20 g复合吸附剂AC-2于锥形瓶中，加入磷初始浓度为20 mg/L的磷酸钠溶液100 mL，放入恒温空气浴振荡器中，常温振荡120 min。
吸附剂用量对磷元素去除率的影响如图4(b)所示。
由图4(b)可知，磷元素的去除率随吸附剂用量增大而增加。
这是由于磷元素的浓度一定，当加入量小于0.1 g时，更多的吸附剂提供了更多吸附位置，所以曲线呈增强趋势，在小于0.1g范围内，随吸附剂用量增加，去除率升高；当吸附剂用量达0.1 g后，磷元素去除率随吸附剂用量增加而缓慢增大。
复合吸附剂对磷元素的吸附平衡是一个动态平衡，因此当吸附剂增量过大时，增量部分的吸附容量将呈下降趋势。
吸附剂用量取0.1 g进行后续实验。
(2) 复合吸附剂对磷元素吸附的等温吸附模拟。
室温下，复合吸附剂对磷元素的吸附见图5。
当吸附剂用量一定时，改变废水中磷的初始浓度，吸附剂去除率和吸附量都会发生变化. 当磷初始浓度低于5 mg/L时，吸附剂具有较高的磷去除率，45%以上，但当磷初始浓度上升到20 mg/L时，去磷元素的去除率下降到25%左右，可见磷的初始浓度对吸附效果有一定影响，这与吸附剂的吸附容量有关。
图6为改性活性炭对磷元素的吸附等温线，在吸附平衡的研究中，Freundlich方程被用于描述吸附等温线模型,式中:Kf和n为常数。
Kf表征吸附剂的吸附能力，而n则表征吸附剂的吸附动力。
根据上述方程拟合得到，Kf=1.61，而n=2.10；拟合的相关系数为0.98，因此Freundlich拟合能够很好地描述活性炭负载Fe(OH)3的复合吸附剂对磷元素的吸附动力过程，而且Freundlich拟合表明，本实验所制备的复合吸附剂对磷的吸附为优惠型吸附。
(1) 采用溶胶-凝胶法制备了活性炭负载Fe(OH)3复合吸附剂。
由SEM 结果可知，Fe(OH)3纳米粒子均匀分散在活性炭表面，活性炭的表面性质在经Fe(OH)3修饰后，当负载量增加时，比表面积有明显下降。
(2) 活性炭负载Fe(OH)3复合吸附剂对磷元素具有良好的去除效果，Fe(OH)3的最佳负载量为5.6%，其最高吸附量可达5.56 mg/g。
吸附等温线符合Freundlich 等温吸附模式,线性相关系数均在0.98。
【相关文献】[1] 周瑞芳. 湖泊、水库水质富营养化的发生及治理方案设计[J].长江工程职业技术学院学报, 2010, 27(2): 5-6.[2] Banu J R, Do K U, Yeom I T. Effect of ferrous sulphate on nitrification during simultaneous phosphorus removal from domestic wastewater using a laboratory scale anoxic/oxic reactor[J]. World J Microbiol Biotechnol, 2008, 24(12): 2981-2986.[3] Caravelli A H, Contreras, E M, Zaritzky N E. Phosphorous removal in batch systems using ferric chloride in the presence of activated sludges[J]. J Hazard Mater, 2010, 177(1-3): 199-208.[4] Shi J, Podola B, Melkonian M J. Removal of nitrogen and phosphorus from wastewater using microalgae immobilized on twin layers: An experimental study[J]. Appl Phycol, 2007,19(5): 417-423.[5] Wu R S S, Lam K H, Lee J M N. Removal of phosphate from water by a highly selective La(III)-chelex resin [J]. Chemosphere, 2007, 69(2): 289-294.[6] Zhang G S, Liu H J, Liu R P. Removal of phosphate from water by a Fe-Mn binary oxide adsorbent[J]. J Colloid Interf Sci, 2009, 335(2): 168-174.[7] 张婧倩, 彭永臻. COD对强化生物除磷系统的影响及OUR的变化规律[J]. 环境工程学报, 2011,5(2): 301-305.[8] Zhang C, Chen Y, Randall A A. Anaerobic metabolic models for phosphorus-and glycogen-accumulating organisms with mixed acetic and propionic acids as carbon sources[J]. Water Res, 2008, 42 (14): 3745-3756.[9] Liu Y, Chen Y G, Zhou Q. Effect of initial pH control on biological phosphorus removal from wastewater containing acetic and propionic acids[J]. Chemosphere, 2007, 66(1): 123-129.[10] 牛艳红. 污水处理中除磷方法的利弊分析[J]. 河北工业科技, 2006(11): 356-359.[11] 邓荣森, 郭建. 城市污水生物除磷脱氮机理研究探讨[J]. 重庆建筑大学学报, 2002, 24(3): 106-111.[12] Barca C, Gerente C, Meyer D. Phosphate removal from synthetic and real wastewater using steel slags produced in Europe[J]. Water Res, 2012,46(7):2376-2384.。