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层状双金属氢氧化物吸附性能的研究进展作者：石永霞高建平来源：《现代盐化工》2020年第05期摘要：面对日益严重的水污染，层状双金属氢氧化物（LDHs）可以作为一种良好的吸附剂。
近年来，国内外在水污染方面针对其结构和吸附性能进行了深度的研究。
LDHs由于具有良好的阴离子交换特性以及特殊的结构记忆效应，在水污染处理工作中逐渐得到重视。
讲述了LDHs的结构与特性以及在吸附中的应用，对LDHs的发展方向进行了展望。
关键词：层状双金属氢氧化物；阳离子表面吸附；阴离子交换性基金项目：河北省教育厅青年基金项目（QN2020265）；河北农业大学理工基金（ZD201705）水污染，又称水体污染，污水中的有害化学物质对环境以及人体健康都有严重的危害。
目前，越来越多的人关注生命健康，污水处理工作也逐渐引起大家的重视。
关于污水处理的方法有很多，最常见的是物理法、化学法、生物法、物理化学法。
层状双金属氢氧化物（Layered Double Hydroxides，LDHs）又称类水滑石，其阴离子吸附性能良好，在阴离子型污水吸附处理领域应用广泛[1]。
本研究依次介绍LDHs的结构与特性、在吸附中的应用以及影响因素等内容，总结LDHs在吸附污染物方面的相关问题及解决方法，并且与水污染现状相结合，对LDHs在污染物吸附领域的发展进行了展望。
1 LDHs的结构与特性1.1 结构1.2 特性金属离子在层板上均匀分布，层与层之间以顶部相互叠在一起，氢键作为层与层之间的作用力，层间的阴离子可以与其他各种阴离子进行交换，正是由于这种特性，其在污水处理领域有着广泛应用。
层状双金属氢氧化物有良好的吸附性，这是因为其比表面积较大、层间阴离子可以与各种阴离子交换并且有结构记忆性。
2 LDHs在吸附中的应用作为吸附剂，LDHs可以对污水中多种污染物进行吸附，这些污染物包括有机物、无机阴离子和重金属离子。
其中，对于有机物和阳离子的吸附原理为表面吸附；对于阴离子的吸附原理为层间阴离子的交换性和结构记忆性。
第41卷 第1期Vol.41, No.1, 89~982012年1月GEOCHIMICAJan., 2012收稿日期(Received): 2011-02-25; 改回日期(Revised): 2011-06-01; 接受日期(Accepted): 2011-06-03基金项目: 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) 作者简介: 王小明(1985–), 男, 博士研究生, 环境土壤化学研究方向。
E-mail: wangxm338@ * 通讯作者(Corresponding author): FENG Xiong-han, E-mail: fxh73@; Tel: +86-27-87280271铁(氢)氧化物悬液中磷酸盐的吸附-解吸特性研究王小明, 孙世发, 刘 凡, 谭文峰, 胡红青, 冯雄汉*(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)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(4.36 μmol/m 2) >> 针铁矿(2.62 μmol/m 2)＞赤铁矿(2.28 μmol/m 2); 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。
硅藻土负载镧对水体中磷酸根的吸附研究汪勇强;张小平;魏燕富;钟雪敏【摘要】经超声混合、干燥和煅烧,在硅藻土上负载镧(D-La).采用XRD、SEM和N2吸脱附曲线表征其结构和形貌,通过系列吸附实验研究其对磷的吸附特性.表征结果表明,含镧化合物为碳酸氧镧(La2O2CO3),均匀地负载在硅藻土表面.吸附结果表明,D-La能对磷酸根快速吸附,2 h内基本达到吸附平衡,吸附动力曲线符合拟二级动力学模型,Langmuir模型能更好地拟合D-La对磷的吸附,D-La对磷的最大吸附量为80.90 mg/g.【期刊名称】《工业水处理》【年(卷),期】2019(039)001【总页数】4页(P41-44)【关键词】硅藻土;镧;磷;吸附【作者】汪勇强;张小平;魏燕富;钟雪敏【作者单位】华南理工大学环境与能源学院,广东广州510006;华南理工大学环境与能源学院,广东广州510006;中国科学院广州地球化学研究所中科院矿物学与成矿重点实验室/广东省矿物物理与材料研究开发重点实验室,广东广州510640;中国科学院广州地球化学研究所中科院矿物学与成矿重点实验室/广东省矿物物理与材料研究开发重点实验室,广东广州510640;中国科学院大学,北京100049【正文语种】中文【中图分类】X703.1随着工业化进程的加剧，水体富营养化已成为一个全球性环境问题，水体中磷、氮等营养元素含量过高。
吸附法是目前研究和应用较多的除磷方法〔1〕，其中，氧化镧或氢氧化镧等镧系吸附剂中的镧和磷酸根离子易于配位结合，是目前常用的除磷吸附材料〔2〕。
硅藻土具有大孔结构，不易被堵塞，利于过滤废水，是除磷材料的理想载体〔3〕。
近年来一些研究〔4〕将Me x O y/Me x（OH）y负载于硅藻土用于吸附水体中的磷，表现出高效的吸附能力。
但目前金属氧化物或氢氧化物负载硅藻土除磷吸附剂对磷的吸附量低，主要原因是：（1）金属氧化物或氢氧化物对磷内层配位能力低，对磷的吸附量低；（2）金属氧化物或氢氧化物颗粒负载不均匀，堵塞大孔结构，导致过滤性能较差；（3）金属氧化物或氢氧化物与硅藻土较少形成化学键，不利于金属氧化物负载，导致颗粒在水中流失，造成二次污染。
氧化镧对磷酸根的吸附及其机理研究陆岩;刘艳磊;姜恒;宫红【摘要】以氧化镧为吸附剂,研究其对磷酸根的吸附.设计L16 (45)正交实验,根据正交实验确定吸附实验的最佳条件:磷酸盐溶液的pH=2,初始质量浓度100 mg/L,氧化镧投加量0.1g,温度为35℃,吸附时间90 min.在最佳实验条件下测得氧化镧的吸附率为88.4％,吸附量为175.7mg/g.结合FT-IR、XRD表征分析,进一步讨论其吸附机理:氧化镧在磷酸盐溶液中与水反应生成氢氧化镧,由氢氧化镧对磷酸根进行吸附作用,由于吸附后的产物中没有生成磷酸镧,所以该吸附过程是物理吸附,而不是化学吸附.【期刊名称】《化工科技》【年(卷),期】2014(022)001【总页数】4页(P45-48)【关键词】氧化镧;磷酸根;吸附;机理【作者】陆岩;刘艳磊;姜恒;宫红【作者单位】辽宁石油化工大学化学化工与环境学部,辽宁抚顺113001;辽宁石油化工大学化学化工与环境学部,辽宁抚顺113001;辽宁石油化工大学化学化工与环境学部,辽宁抚顺113001;辽宁石油化工大学化学化工与环境学部,辽宁抚顺113001【正文语种】中文【中图分类】X703.1常用的除磷方法有化学沉淀法、生物法、吸附法和结晶法[1]，吸附法因其高效、操作简便等优点备受关注，吸附法除磷中吸附剂的选择尤为重要。
稀土应用在废水处理中具有独特的性质，将稀土用于研究废水除磷已有报道[2-3]。
罗芳[4]、詹凤平[5]等人研究了固定化活性氧化镧对磷酸根的吸附，并提出活性氧化镧吸附磷酸根的机理为：活性氧化镧表面分子与水结合生成氢氧化镧，进而与磷酸根发生反应生成LaPO4。
Zhang Ling[6]等人在报道中提出，活性炭负载氧化镧吸附磷酸根，不仅是因为羟基与磷酸根之间发生离子交换和库伦吸引，还包括由La—O化学键所引起的路易斯酸碱反应。
因此，有关氧化镧吸附水溶液中磷酸根的机理还有待进一步深入研究。
氧化锆-磁性壳聚糖材料对磷酸盐的吸附研究安风霞;刘景亮【摘要】制备了氧化锆负载的磁性壳聚糖复合材料,并研究了其对水体中磷酸盐的吸附行为.XRD表征结果表明负载在磁性壳聚糖上的氧化锆纳米颗粒并未影响材料的晶型结构.吸附实验结果表明负载氧化锆后磁性材料对磷酸盐表现出了良好的吸附性能,其吸附机理包括离子交换和静电作用.该磁性材料对磷酸盐的吸附量随溶液pH值的增大而减小;随温度的升高而升高;阴离子对水中磷酸盐吸附效果影响的次序为:Cl->NO-3>SO2-4.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2017(045)020【总页数】4页(P29-32)【关键词】磁性壳聚糖;氧化锆;吸附;磷【作者】安风霞;刘景亮【作者单位】国电环境保护研究院, 江苏南京 210031;南京晓庄学院, 江苏南京211171【正文语种】中文【中图分类】O647.3磷是水体富营养化的限制性元素之一，过量磷的引入能引起水体的富营养化，因此除磷对控制和防治水体富营养化有重要的意义[1]。
除磷的方法主要有生物法、化学沉淀法和吸附法。
吸附法除磷由于成本低、吸附效率高、可再生循环等优点，受到广泛关注[2-3]。
常用的吸附除磷材料如工业废渣[4]、天然材料[5-6]等对磷的吸附容量有限。
近年来，将金属氧化物或氢氧化物作为除磷吸附剂取得了显著效果，特别是铝[7-8]、钙[9]、铁[10-11]、锆[12-13]的氧化物对磷酸盐均有良好的吸附性能。
研究表明氧化锆化学性质稳定，与其他阴离子相比对磷酸盐具有较高的吸附选择性[14-15]。
Chitrakar[12]合成了无定形的氢氧化锆，对磷酸盐的最大吸附量为10 mg·g-1；Chubar 等[16]用溶胶-凝胶法合成的ZrO2·xH2O 对磷酸盐的最大吸附量约40 m g·g-1，结果表明，ZrO2 对磷酸盐的吸附机制在于 ZrOH 吸附位点与磷酸根离子的配位作用，吸附过程中-OH 被置换到水体中。
5种人工湿地基质对磷的吸附特性研究杨子;汪家权【摘要】吸附和沉淀作用是基质除磷的主要方式.文章选取陶粒、火山岩、砾石、麦饭石和钢渣为对象,通过静态吸附实验研究它们对磷的吸附能力和影响去除效率的因素.结果表明,Langmuir方程和Freundlich方程均能合理地描述各基质的等湿吸附特性.30℃时Langmuir方程中表征理论饱和吸附量的G0由大到小依次为钢渣＞陶粒＞火山岩＞麦饭石＞砾石,Freundlich方程中反应吸附能力的k由大到小的规律同Go一致,表明富含Ca2+、Mg2+、Fe3+、Al3+的基质吸附能力强.随着温度的升高,各基质对磷的吸附能力和去除效率均增加.pH值对各基质除磷效率的影响各异,因为pH值对人工湿地系统的影响体现在多方面,具体表现取决于哪方面是控制因素.陶粒对pH值的缓冲性能最好,钢渣系统的出水pH值偏碱,需要进行调节.除砾石外各基质在风于后对磷的去除效率均得到一定程度的恢复,说明干湿交替是有效的基质强化和再生的方式.用钢渣作为载体,水泥和陶粒做成浆体的基质复配方法行之有效,既保证了去除效率,又降低了出水pH值.%Adsorption and precipitation are the main ways of phosphorus removal by matrix. The ce-ramsite, volcanics, gravel, maifanitum and slag are chosen as objects, and the adsorption capacity of phosphorus on them and the factors that influence the removal efficiency are investigated. The results show that the adsorption properties of phosphorus by five matrixes are in accordance with Langmuir e-quation and Freundlich equation. When the temperature is 30 ℃, the parameter G0 which represents theoretical saturation adsorption quantity can be ranged from high to low asslag>ceramsitel>volcan-ics>maifanitum>gravel; the change rule ofparameter k which represents adsorption capacity is in line with that of the parameter G0. These indicate that the matrix which is rich in Ca2+ , Mg2+ , Fe3+ , Al3+ has large capacity in adsorption. As the temperature rises, the adsorption capacity and removal efficiency both increase. The pH value has different effects on different matrixes, because the pH value influences constructed wetland system in many ways, and the specific performance depends on what is the control factor. The ceramsite has the best buffering capacity, and the effluent of slag system is alkaline, which should be regulated. The removal efficiency of phosphorus by each matrix is recovered in a certain degree after drying except gravel, which explains that the alternation of being dry and wet is an effective way to strengthen and regenerate matrixes. The method of choosing slag as carrier and making cement and ceramsite into slurry to compose a new matrix is effective, because it not only ensures the removal efficiency but also lowers the pH value of effluent.【期刊名称】《合肥工业大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2012(035)007【总页数】6页(P981-986)【关键词】人工湿地;基质;除磷;再生;复配【作者】杨子;汪家权【作者单位】合肥工业大学资源与环境工程学院,安徽合肥230009;合肥工业大学资源与环境工程学院,安徽合肥230009【正文语种】中文【中图分类】X52普遍认为人工湿地对磷的去除是通过植物的吸收作用，微生物的同化和累积作用，以及基质的吸附、络合和沉淀作用共同完成的［1］。
吸附除磷技术研究进展水体富营养化不仅影响水体环境质量，而且会造成巨大的经济损失。
磷超标是引起水体富营养化的主要因素之一。
因此，高效除磷技术受到生产及研究人员的高度重视。
吸附法除磷由于具有高效、简便、经济等优点，因而得到了广泛的研究与应用。
文章综述了目前国内外各种吸附法去除磷的特点与性能等研究进展，为水体除磷提供借鉴。
标签：吸附;除磷;吸附剂1 概述水体富营养化造成水生物过量繁殖，大量消耗水中溶解氧，导致水体臭味加重，水体质量下降，不仅会影响水体环境质量，而且会造成巨大经济损失。
水体中磷含量超标是引起水体富营养化的主要因素之一，因此除磷技术受到各界高度重视。
目前，去除水体中磷的方法有生物法[1，2]、化学法[3]、膜分离法[4]、结晶法[5，6]、吸附法等[7]。
吸附法由于其容量大、能耗少、速率快、污染小等优点而得到了广泛应用与研究。
目前，用于水体除磷的吸附剂主要有生物炭类、水滑石类、金属氧化物类、废物废渣类、黏土矿石类、其他材料及其改性物质。
2 磷吸附剂研究进展2.1 生物质类吸附剂生物质类吸附材料具有可再生、污染小、分布广等优点，是一种效果良好的磷吸附剂，因此受到研究人员的关注。
Zhanghong Wang等[8]用La改性橡木生物炭制得La-BC，用于吸附去除模拟废水中磷酸盐。
研究表明，原始生物炭CK-BC对磷酸盐基本没有吸附能力，而La-BC对磷酸盐保持较高的吸附能力，对其热力学过程进行分析，最大磷酸盐吸附量可达到46.37mg/g。
Lei Zhang等[9]利用污水处理中的污泥制备污泥生物炭CAS，用于吸附模拟废水中磷酸盐。
研究表明，在30℃，45℃，55℃条件下，污泥生物炭的饱和吸附量分别为3.81mg/g、4.23mg/g、4.79mg/g。
处理浓度为35mg/L含磷废水时，污泥生物炭CAS、酸洗一次生物炭CSA-D-1和酸洗两次生物炭CSA-D-2吸附量分別为2.99mg/g、1.48mg/g和1.05mg/g。
