改性长石对磷的吸附热力学和动力学研究

时间：2025-02-23

第 3卷

第 1 1期

环境工程学报Ch i n e s e J o u r n a l o f En v i r o nme n t a l En z i n e e r i n

2 0 0 9年 1 1月

改性长石对磷的吸附热力学和动力学研究胡绳刘云董元华王萍( 1 .中国科学院南京土壤研究所土壤与农业可持续发展国家重点实验室，南京 2 1 0 0 0 8; 2 .兰州交通大学环境与市政工程学院，兰州 7 3 0 0 7 0 ) 摘要在5 0 0 o c下对甘肃长石进行 2 h煅烧，得到改性长石。通过批平衡实验，研究了改性长石对磷的吸附热力学,

和动力学性能。结果表明：改性长石对磷的吸附等温线符合 F r e u n d l i c h方程，且温度越高，吸附量越大。同时在 6 0 i内即可对 1 0 m g/ L磷溶液达到吸附平衡，改性长石对磷的吸附动力学符合准二级吸附动力学模型，主要是以化学吸附为主。

关键词长石

除磷

吸附

动力学

热力学

中图分类号

X 7 0 3 . 1

文献标识码

文章编号

1 6 7 3— 9 1 0 8 ( 2 0 0 9 ) 1 1— 2 1 0 0￣5

The r mo d y n a mi c a nd k i ne t i c o f p ho s p ho r us a d s o r p t i o n o n t o c a l c i ne d f e l ds pa rHu S h e n g ’ Li u Yun Do n g Yu a n h ua Wa n g Pi n g,

( 1 S t a t e K e y L a b o r a t o r y o f S o i l a n d S u s t a i n a b l e A g r i c u l t u r e, I n s t i t u t e o f S o i l S c i e n c e,C h i n e s e A c a d e m y o f S c i e n c e s N a n j i n g 2 1 0 0 0 8, C h i n a;2 .C o l l e g e o f En v i r o n me n t a l& Mu n i c i p a l E n g i n e e r i n g,La n z h o u J i a o t o n g Un i v e r s i t y,L a n z h o u 7 3 0 0 7 0 C h i n a).

Ab s t r a c t Th e

t h e r mo d y n a mi c s a n d t h e k i n e t i c s o f t h e p h o s p h o r u s a d s o r p t i o n o n f e l ds pa r c a l c i n e d a t 5 0 0 o C

f o r 2 h o u r s we r e s t ud i e d b y t he s e t s o f e q ui l i b r i um a n d t i me . b a s e d e x pe r i me n t s un d e r v a r i o us c o n di t i o n s Th e r e -.

s u hs s h o we d t h a t a d s o r p t i o n i s o t h e r ms o f p h o s p h o r u s we r e mo d e l e d b y F r e u nd l i c h mo d e l a n d t h e p a r a me t e r s i n .,

d i c a t e d t h a t t h e a d s o r p t i o n o f p h o s p h o us r o n f e l d s p a r wa s s t r o n g l y d e p e n de n t o n t e mp r e t u r e a nd t h e a d s o r p t i o n o f p h o s p ho us r i n c r e a s e d wi t h i n c r e a s i n g t e mp r e t u r e o f t he s y s t e m . Fu r t h e r mo r e,

t he a d s o r p t i o n p r o c e s s r e a c he d e—

q u i l i b r i um i n 6 0 mi n u t e s,a n d t h e k i n e t i c s a d s o r p t i o n o f p h o s p h o us r c a n b e d e s c r i b e d b y ps e u d o . s e c o nd . o r d e r r a t e v e r y we l 1 . Ke y wo r d s f e l d s p a r;p h o s p h o us r r e mo v a l;a ds o pt r i o n;k i n e t i c s;t h e r mo d y n a mi c s

长石是地壳中常见的分布最广的矿物，约占地壳质量的 5 0%,是由硅氧四面体

组成架状构造的钾、钠、钙和铝硅酸盐矿物无论是在高、中温度条件下，还是在低温条件下，都矿物特征

1材料与方法

。对于长石族矿物， 1 . 1 实验材料与试剂实验材料：长石 (采自甘肃 ),先经 1 0 5 o C烘干

能表现出一定的离子交换性，具有明显的孔道结构 2 h,粉碎，筛取粒径在 1 . 0 0~ 0 . 4 5 mm之间的备用。。但是长期以来人们并没有重视它的称取备用的长石，在马弗炉中， 5 0 0 o C下进行 2 h煅实验药品：磷酸二氢钾 (优级纯 )、硫酸、抗坏血1 . 2实验仪器

孔道结构，有关长石孔道离子交换效应更没有引起烧，冷却至室温，密封保存，即得改性长石。

人们足够的重视。迄今长石类环境矿物材料处理水物的热力学与动力学研究尚未见报道。热力学与动力学是物理化学研究的重要理论方

体磷的有关研究还不多，而有关改性长石吸附污染酸、钼酸铵和酒石酸锑钾均为分析纯。紫外可见分光光度计 ( U V1 6 0 0),恒温振荡器

S HA— C), S G M2 8型智能箱式电阻炉， P H S - 3 C精密法，通过对吸附过程热力学与动力学的研究，可以为 ( H计， x射线衍射仪 (日本理学 R i g a K u公司 D/ 探讨吸附机理提供依据。本实验选用通过煅烧改性 p的甘肃长石，采用批平衡实验，研究其对磷的吸附特征及其吸附热力学和吸附动力学过程，以期解析煅烧长石对磷的吸附机理，为改性长石在水处理领域收稿日期： 2 0 0 8—1 1—1 7;修订日期： 2 0 0 9—0 4— 2 2

作者简介：胡绳 ( 1 9 8 2~),女，硕士研究生，主要从事环境污染控制研究工作。E— ma i l: e h u s h e n g@1 6 3 . c o m }通讯联系人， E— ma i l: y h d o n g@i s s a s . a c . c a

的应用提供理论基础。

第 1 1期

胡绳等：改性长石对磷的吸附热力学和动力学研究

2 l 0 1

ma x RA)。

1 . 3实验方法1 . 3 . 1样品结构分析

去除率 (% )= 警× 1 0 0%式中： C。为磷溶液

初始浓度 ( mg/ L ); C 为吸附现性。

m g/ L )。对长石原土及煅烧改性后的长石作 X R D图分平衡时水中剩余的磷浓度 (以上实验重复了 3次，可以保证实验良好的再析， c u靶 ( K A: 0 . 1 5 4 0 5 6 n m),操作条件： 4 0 k V,4 0 mA。

1 . 3 . 2

长石原土和改性长石的吸附性能对比