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 WANG Xiao-ming;SUN Shi-fa;LIU Fan;TAN Wen-feng;HU Hong-qing;FENG Xiong-han

作者机构：农业部亚热带农业资源与环境重点实验室华中农业大学资源与环境学院湖北武汉430070 

出 版 物：《地球化学》 (Geochimica)

年 卷 期：2012年第41卷第1期

页      面：89-98页

核心收录：

学科分类：070902[理学-地球化学] 0709[理学-地质学] 07[理学] 

基　　金：国家自然科学基金重大项目(30890132,30890133) 国家自然科学基金(41171197) 国家大学生创新性试验计划项目(091050404) 

主　　题：铁(氢)氧化物 水铁矿 针铁矿 赤铁矿 磷 吸附和解吸 

摘      要：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%)。