铁(氢)氧化物悬液中磷酸盐的吸附-解吸特性研究

作者：王小明; 孙世发; 刘凡; 谭文峰; 胡红青; 冯雄汉

来源：地球化学, 2012, (01): 89-98.

DOI：10.19700/j.0379-1726.2012.01.010

• 铁(氢)氧化物
• 水铁矿
• 针铁矿
• 赤铁矿
• 磷
• 吸附和解吸

铁(氢)氧化物对P的吸持和释放在一定程度上决定着P的生物有效性和水体富营养化。以两种环境中常见晶质铁氧化物(针铁矿和赤铁矿)为对照,采用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、热重分析(TGA)和孔径分析以及动力学和吸附-解吸热力学平衡等技术方法,研究了弱晶质水铁矿对P吸附-解吸特性,并探讨了相关机制。实验表明,三种矿物对P的吸附分为起始的快速反应和随后的慢速反应,它们均符合准一级动力学过程,反应中OH–释放明显滞后于P吸附,P吸附经历了从外圈到内圈配位、单齿到多齿配位过渡的过程;与晶质氧化铁比,水铁矿吸附容量和OH–释放量更大、慢速吸附反应更快、存在缓慢扩散反应阶段,吸附容量依次是:水铁矿(4.36μmol/m2)>>针铁矿(2.62μmol/m2)>赤铁矿(2.28μmol/m2);针铁矿和赤铁矿吸附P符合L(Langmuir)模型,而水铁矿更符合F(Freundlich)模型。中性盐介质(KCl)中在最大吸附量时P的解吸率依次为:水铁矿(8.5%)<针铁矿(10%)<赤铁矿(12.5%);柠檬酸通过配体解吸和诱导溶解两种机制促进P的解吸,最大吸附量时解吸率依次是:针铁矿(25%)<水铁矿(32%)<赤铁矿(50%)。

• 单位
  华中农业大学; 农业部