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在过去的数十年中,水体富营养化已经成为许多天然水体最为严峻的水污染问题,而造成这种现象的主要原因是大量的磷酸盐随着市政污水或工业废水的排放而进入水体。因此,在废水排放之前进行必要的除磷处理,对于防治水体富营养化非常重要。在常用的废水除磷技术中,吸附法由于具有工艺简单、运行稳定、成本低廉以及适用范围广的特点而被证明是最为有效的除磷方法之一。在各种类型的吸附材料中,氧化铈作为一种来源广、价格低的稀土金属氧化物,以其良好的酸碱抗性、较高的比表面积和优异的吸附能力被广泛应用于吸附水中多种有害阴离子如氟化物、砷酸盐和重铬酸盐。然而,目前有关氧化铈在吸附除磷上的研究及应用十分有限,限制了氧化铈在防治水体富营养化上发挥潜在的作用和功效。本文以氧化铈为研究对象,合成了两种以氧化铈为基础的吸附材料,系统研究了氧化铈对水中磷酸盐的吸附性能以及吸附机制,同时解决了氧化铈纳米粉体固液分离困难的技术问题,希望能为废水中磷酸盐的深度净化提供一种新的材料和新的思路。首先,本文采用简单的沉淀法,以氯化亚铈为无机铈源,CTAB为表面活性剂合成了一种新型的纳米氧化铈吸附材料。然后分别采用X射线粉末衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)以及氮气物理吸附仪对吸附材料的物相晶型、微观形态以及孔隙结构等物理性质进行了表征,并通过批次吸附实验充分研究了纳米氧化铈对磷酸盐的吸附性能。表征结果显示,纳米氧化铈吸附材料是由粒径约为36nm的氧化铈纳米颗粒组成的,拥有较高的bet比表面积(236.75m2/g)以及大量孔径约为2.5nm的介孔。而吸附实验结果表明,纳米氧化铈吸附材料具有较快的磷酸盐吸附速率,对磷酸盐的吸附动力学数据能够用伪二级吸附动力学模型很好的拟合,吸附等温线数据则可以用langmuir等温吸附模型较好的描述,其对磷酸盐的最大吸附容量可以达到83.64mg/g;此外,纳米氧化铈吸附材料对磷酸盐的吸附属于ph依赖型吸附,溶液ph值的升高会导致磷酸盐去除率的降低,而离子强度的增加则会略微促进磷酸盐的吸附;溶液中共存的cl-和so42-可以增强磷酸盐在纳米氧化铈吸附材料上的吸附效果,而hco3-则会在一定程度上抑制磷酸盐的吸附;解吸实验表明使用0.5mol/l的naoh溶液能够使吸附饱和的纳米氧化铈吸附材料有效脱附再生;而zeta电位和傅里叶红外光谱(ftir)的分析结果表明磷酸盐在氧化铈上的主要吸附机制为静电吸引作用以及磷酸根离子对氧化铈表面羟基的替换。其次,本文针对纳米氧化铈吸附材料固液分离困难的问题,采用沉积的方法将氧化铈负载到fe3o4@sio2磁性纳米颗粒的表面,合成了一种新型的磁性纳米复合吸附材料fe3o4@sio2@ceo2。并采用x射线粉末衍射仪(xrd)、透射电子显微镜(tem)、氮气物理吸附仪以及振动样品磁强计(vsm)对磁性复合材料的组成、结构、孔隙度以及磁性能进行了表征,同时通过批次吸附实验考察了磁性复合材料对磷酸盐的吸附性能。各种表征手段证明,氧化铈被成功地负载到了fe3o4@sio2磁性纳米颗粒的表面,而Fe3O4@SiO2@CeO2磁性纳米复合材料具有典型的核壳结构、相对较大的BET比表面积(194.86m2/g)、大量孔径约为2.6nm的介孔以及良好的磁性能,能够在外加磁场的作用下在30s内从水中快速分离。而吸附实验结果表明,Fe3O4@SiO2@CeO2磁性纳米复合材料仍然具有较为优异的磷酸盐吸附能力,对水中磷酸盐的吸附动力学同样符合伪二级吸附动力学模型,而吸附等温线也能够用Langmuir等温吸附模型很好的拟合,其对磷酸盐的最大吸附量能够达到64.07mg/g;此外,磁性复合吸附剂对磷酸盐的吸附率也会随着溶液pH值的升高而不断减小,而提高溶液的离子强度则会稍微增强磷酸盐的吸附效果;溶液中Cl-和SO42-浓度的增加均能提升磁性复合吸附剂对磷酸盐的去除率,而高浓度的HCO3-则会抑制磷酸盐的吸附;吸附-脱附循环实验表明Fe3O4@SiO2@CeO2磁性纳米复合材料具有卓越的再生能力和重复使用性;而Zeta电位和FTIR的测试结果再次证明磷酸盐在氧化铈表面的主要吸附机制既包括静电吸引作用,也包括磷酸根离子对氧化铈表面羟基的取代。