Page 201 - 《精细化工》2021年第10期
P. 201
第 10 期 侯晨艳，等: 载镁鸡蛋壳的制备及其对水体中磷酸盐的吸附特性 ·2131·
附亲和力，并且吸附伴随 MgES 结构变化。
2.9 初始 pH 的影响
吸附剂对磷酸盐的吸附能力不仅取决于吸附剂
的物理和化学性质，而且还取决于环境 pH。按照
1.4.4 节实验方法，考察溶液初始 pH 对 MgES 吸附
磷酸盐的影响，结果见图 8。
图 9 再生次数对 MgES 吸附磷酸盐的影响
Fig. 9 Effect of regeneration times on adsorption of
phosphate by MgES
3 结论
镁改性改变了鸡蛋壳的结构和成分，改性后颗
粒粒度增大，呈薄片堆叠的层状结构，MgO 和
图 8 溶液初始 pH 对 MgES 吸附磷酸盐的影响 Mg(OH) 2 负载于 ES 上，MgES 制备成功。MgES 对
Fig. 8 Effect of initial pH of solution on adsorption of
phosphate by MgES 磷酸盐的吸附过程遵循 Langmiur 等温吸附模型和
准二级动力学模型，属于单分子层吸附，是自发的
由图 8 可知，初始 pH<4 时 MgES 对磷酸盐的
吸热过程，升温和酸性条件有利于其吸附进程，
去除效果较好，并且吸附后磷酸盐的质量浓度由
25 ℃时最大吸附量为 112.1560 mg/g，较 ES 与其他
50 mg/L 降至 0.48 mg/L 以下，去除率高于 99.04%，
吸附剂表现出良好的吸附性能，并且 MgES 具有较
q e >7.42 mg/g，且溶液最终 pH 增加至 6.5 左右，达 好的重复使用性。MgES 可应用于治理废水污水中
到排放要求的同时也可以解决废水酸碱性的问题。 磷酸盐过量的环境问题，实现“以废治废”的目的，
在酸性条件下，随着体系初始 pH 升高，对磷酸盐
并且经回收后可作为植物肥料，是一种环境友好的
的吸附量逐渐减小，可能的原因如下：（1）pH 升高， 吸附剂。
–
–
溶液中 OH 浓度增大，OH 与同为阴离子的磷酸根
–
形成吸附竞争，且部分 OH 占据材料表面吸附活性 参考文献：
位点 [30] ；（2）pH 增加，阴离子交换作用、氢键作用 [1] NIE Z Y (聂珍媛), REN F L (任凤莲), XIA J L (夏金兰), et al. A
new efficient method for eggshell-membrane separation[J]. Food
减弱，且 MgES 表面电荷将从正电荷变为负电荷， Science and Technology (食品科技), 2008, 33(2): 66-71.
对磷酸盐的静电相互作用降低，甚至对磷酸根离子 [2] MUSTAFA S, ZAMAN M I, KHAN S. Temperature effect on the
mechanism of phosphate anions sorption by MnO 2[J]. Chemical
形成排斥 [31] ：（3）在碱性条件下，由于生成 Mg(OH) 2 Engineering Journal, 2008, 141(1/2/3): 51-57.
[3] KOSEA T E, KIVANC B. Adsorption of phosphate from aqueous
絮体，使蛋壳中发生交换的孔道部分堵塞，使得吸 solutions using calcined waste eggshell[J]. Chemical Engineering
附量下降。在碱性条件下，对磷酸盐的吸附量又缓 Journal, 2011, 178: 34-39.
[4] MUCCI M, DOUGLAS G, LURLING M. Lanthanum modified
慢 增加， 可能 是经改 性后 鸡蛋壳 表面 主要 被 bentonite behavior and efficiency in adsorbing phosphate in saline
2+ – 2– waters[J]. Chemosphere, 2020, 249: 1-10.
Mg(OH) 2 和 MgO 颗粒占据， Mg 与 H 2 PO 4 和 HPO 4
[5] YADAV D, KAPUR M, KUMAR P, et al. Adsorptive removal of
可生成磷酸镁化合物沉淀 Mg(H 2 PO 4 ) 2 和 MgHPO 4 ， phosphate from aqueous solution using rice husk and fruit juice
residue[J]. Process Safety and Environmental Protection, 2015, 94:
并且这种沉淀现象通常在碱性条件下是有利的 [11] 。 402-409.
2.10 MgES 的再生性能 [6] SONG B J (宋冰洁), ZHAO Y (赵英), CHI Y J (迟玉杰). Adsorption
properties of magnetic lanthanum modified eggshell for phosphate in
吸附剂的再生性可反映其吸附性能的优劣，再 water[J]. Fine Chemicals (精细化工), 2020, 37(9): 1918-1925.
生次数对 MgES 吸附磷酸盐的影响如图 9 所示。由 [7] YIRONG C, VAURS L. Wasted salted duck eggshells as an alternative
adsorbent for phosphorus removal[J]. Journal of Environmental
图 9 可知，MgES 对磷酸盐的去除率随再生次数的 Chemical Engineering, 2019, 7(6): 103443.
[8] YIN H B, HAN M X, TANG W Y. Phosphorus sorption and supply
增加而减小，这是由于再生后部分吸附位点被磷酸 from eutrophic lake sediment amended with thermally-treated
盐占据，但 MgES 仍具有较好的再生性能，经 5 次 calcium-rich attapulgite and a safety evaluation[J]. Chemical
Engineering Journal, 2016, 285: 671-678.
再生后对磷酸盐的去除率仍达 61.22%，因此可以重 [9] MASSARI S, RUBERTI M. Rare earth elements as critical raw
materials: Focus on international markets and future strategies[J].
复使用，从而降低成本，并且吸附后经回收也可用
Resour Policy, 2013, 38: 36-43.
作磷肥的潜在替代品，具有较好的应用前景。 （下转第 2149 页）
