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工业、农业和生活污水中过量磷酸盐的排放造成了严重的水体富营养化问题,目前众多治理方法中吸附法是去除水中磷酸盐最有效的方法之一,而当下吸附研究主要集中在探究制备高效去除磷酸盐的吸附剂上。金属氧化物具有丰富的磷酸盐吸附活性位点,近年来一直作为潜在的高效磷酸盐吸附剂受到研究人员的广泛关注。氧化锆和氧化镧对磷酸盐具有很高的结合亲和力,且在较宽的pH范围内能够保持理化稳定性成为近年来磷酸盐吸附去除的研究热点。但是它们的比表面积较小,暴露的吸附活性位点少,进而限制其在磷酸盐去除方面的实际应用。因此,我们设想将氧化锆、氧化镧负载于比表面积较大的惰性载体上,以实现活性位点的充分暴露。在众多的载体中,有序介孔材料(如介孔碳)可以提供限制性空间,能够分散金属氧化物,抑制金属氧化物在介孔孔道内的团聚,使得金属氧化物在介孔孔道内形成纳米级颗粒,提高对磷酸盐的吸附容量。同时限域空间能够抑制纳米级金属氧化物在低pH值条件下的浸出,提高了吸附剂的使用范围。本研究采用硬模板法合成了介孔碳CMK-3和氮掺杂介孔碳MCN,作为载体,采用湿法浸渍将氧氯化锆和硝酸镧负载于CMK-3和MCN上,并采用气相沉积法得到了ZrO2@CMK-3、ZrO2@MCN、La2O3@CMK-3和La2O3@MCN复合吸附剂。在制备过程中通过调控氧氯化锆和硝酸镧的投加量,制备了低、中和高(5%、10%和20%)三载种负载量的复合吸附剂。作为对照,还制备了对应比例的ZrO2/La2O3负载到活性炭(AC)上的ZrO2/La2O3@AC复合吸附剂。通过XRD,TEM,N2吸附-脱附和Zeta电位测定等一系列的表征手段研究了多孔碳基复合材料锆/镧化后的结构及表面特性,并对三种碳材料锆/镧化前后对水体中磷酸盐的吸附性能进行了系统地考察研究。表征结果表明,以SBA-15为硬模板合成的MCN和CMK-3成功地复制了SBA-15的二维六方排列的介孔结构,锆/铜化后的碳基复合材料也基本维持了这种结构特性。CMK-3/MCN负载ZrO2/La2O3后比表面积和孔体积有所降低,这可能与ZrO2/La2O3限制在CMK-3/MCN介孔孔道内有关。结合吸附剂表征结果及吸附结果,探讨了锆/镧化多孔碳基材料对磷酸盐的吸附机制,并研究了pH、离子强度等对其吸附磷酸盐的影响。CMK-3/MCN对磷酸盐吸附量均较低,负载Zr02/La2O3后吸附量明显提高,且与负载量呈正相关关系,La2O3(20wt.%)@MCN吸附量最可观,高达41.8mg/g。介孔CMK-3和MCN负载ZrO2/La2O3后对磷酸盐的吸附容量显著提高与材料等电点提高有关,表明吸附机制主要为静电吸引和配位交换作用。磷酸盐在ZrO2/La2O3(10wt.%)@MCN 上的吸附平衡时间约为 110min,快于 ZrO2/La2O3(10 wt.%)@CMK-3和 ZrO2/La2O3(1Owt.%)@AC。当ZrO2/La2O3负载量从5增加到20wt.%时,标化后吸附量显著降低,说明低负载量性价比较高。拟合结果表明,吸附动力学符合拟二阶模型,Freundlich和Langmuir模型能分别较好地描述氧化锆、氧化镧负载的多孔碳基吸附剂吸附等温线。锆/镧化后的多孔碳基材料对磷酸盐的吸附主要受pH的控制,在pH小于材料等电点时,随pH的降低,吸附性能升高,强碱性条件下吸附量显著下降;除镧化材料对磷酸盐的吸附效果受SO42-抑制作用相对明显外,其他材料受Cl-、NO3-和SO42-影响较小。综合来看,镧化的多孔碳基复合材料相同情况下吸附容量更高,在更宽的pH范围内基本保持吸附稳定,吸附平衡时间不同程度缩短,准二级动力学拟合结果更好,说明氧化镧修饰多孔碳材料是更理想的磷酸盐吸附剂。另外,低负载量镧修饰的碳基材料吸附效率更高,可作为一种高效的除磷吸附剂。