一步法La@MgFe2O4的制备及其吸附水中磷的性能

由于磷矿资源紧张及磷污染引起的水体富营养化，迫切需要回收水体中的磷酸盐.利用铁氧体复合材料吸附回收水中的磷，由于吸附容量较大以及利用外加磁场易于从水中分离而日益得到重视.本研究利用一步共沉淀法直接制备尖晶石型La@MgFe₂O₄复合材料，将La³⁺固定在MgFe₂O₄缺陷位点上，考察La@MgFe₂O₄的吸磷尤其是低温时的吸磷能力，并采用XRD/FTIR/XPS/VSM等技术对La@MgFe₂O₄进行表征.结果表明，La³⁺离子以La（OH）₃的形式负载在MgFe₂O₄晶界缺陷上，La³⁺的加入改变了MgFe₂O₄的结晶度和形貌，并大大提高了MgFe₂O₄的吸磷能力，其饱和磁化强度为14 emu·g^-1，在外加磁场条件下可以从水中磁分离.当pH值为6时，温度降为10℃其最大吸附容量与25℃时相比几乎无降低，约为143.156 mg·g^-1.动力学研究表明，La@MgFe₂O₄能在30 min内将低磷（10 mg·L^-1）浓度转化为极低磷.吸附机制研究表明，磷通过配体交换形成内球络合物被去除.La@MgFe₂O₄对磷酸盐具有高度选择吸附性，吸附剂解吸后可多次重复使用.将其应用于中国北方低温市政污水，投加吸附剂的浓度为1 g·L^-1，可在1 h内将磷酸盐浓度降低至0.5 mg·L^-1以下，表明La@MgFe₂O₄在寒冷地区也具有良好应用前景.

One-step Preparation of Lanthanum-Magnesium Ferrite and Its Phosphate Adsorption Capacity in Aqueous Solutions