超薄水滑石纳米片除磷效果与机理

为了开发一种新型高效的除磷吸附剂,通过甲酰胺一步合成法制备了不同镁铝反应物浓度的水滑石纳米片(LDHns-F1~4),并利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)等技术对LDHns-F的形貌进行了表征。结果表明,该方法成功合成了超薄水滑石纳米片,横向尺寸约30 nm,呈板状形貌和六角形微晶的特点。冷干后的水滑石纳米片具有水滑石XRD特征峰,干燥过程会造成纳米片的部分堆叠。等温吸附实验结果表明,纳米片LDHns-F3(镁铝反应物摩尔浓度为0.08、0.04 mol·L-1)对磷酸盐的饱和最大吸附量为128.0 mg·g-1,固磷能力比层状水滑石LDH-P提高61%。吸附反应在15 min后达到平衡,吸附动力学符合伪二级动力学方程,表明化学吸附可能是LDHns-F3吸附磷酸根的速率控制步骤。通过Zeta电位和X射线光电子能谱(XPS)对吸附机制进行分析,结果表明磷酸盐在水滑石纳米片层板表面通过羟基络合形成了内层络合物。水滑石纳米片层表面存在的大量羟基使其对含氧阴离子型污染物具有良好的吸附性能,在高浓度含磷水体处理中具有广阔的应用前景。