Page 37 - 《精细化工》2023年第1期

第 1 期 刘 涛，等: 基于有序多孔材料磷酸盐吸附剂的研究进展
效减小各种因素对吸附剂除磷性能的影响，在设计
合成吸附剂时需对载体的孔道结构和化学性质、改
性方法以及活性物种负载位置等的选取进行综合考量。
4 吸附剂的回收与利用
基于有序多孔材料合成的吸附剂多为纳米材
料，在去除实际废水过程中较难通过常规的过滤、
离心等手段从水中分离，存在二次污染的风险。因
此，吸附剂吸附磷酸盐后如何与水体分离是需要特
别关注的问题。部分学者尝试在合成吸附剂的过程
中引入磁性物质（如 Fe 3 O 4 ），利用磁性物质在磁场
作用可分离的特性实现吸附剂的分离回收。WANG
等 [103] 以 Fe 3 O 4 为核心，外边包裹介孔 SiO 2 ，形成核
壳结构，随后采用后嫁接的方式将 ZrO 2 负载到 SiO 2
表面。材料的磁性使得其在外磁场作用下易于分离
和回收。嫁接了 ZrO 2 后，材料的 Zeta 电位比嫁接
前有了明显提高，其吸附容量也有所提高。LIU 等
和 LI 等 [104] 分别以 Fe 3 O 4 为磁核，合成了吸附剂
MFC@UiO-66（图 6，其中 MFC 为磁性 Fe 3 O 4 核壳
材料）和 Fe 3 O 4 @NH 2 -MIL-101(Fe)，两种吸附剂在
磁场作用下显示了良好的分离特性。因此，在吸附
剂合成过程中引入磁性物质可以实现吸附剂的回
收，可进一步拓展吸附法在废水除磷领域的应用。
磷是生物生存必需的元素之一，也是一种不可
再生资源，将磷吸附剂用于农业增肥是一种非常值
得推广的吸附剂利用方法。目前，用于农业增肥的
磷吸附剂多为金属改性后的生物质炭 [105-108] 。例如：
2+
HE 等 [108] 利用 Mg 改性玉米秸秆生物质炭吸附磷酸
盐后作为缓释肥料，实验结果显示，吸附剂有效地
促进了玉米和黑麦草的生长。然而，目前基于有序
多孔材料吸附剂的研究方向主要是如何利用有序多
孔材料来设计合成高吸附性能的吸附剂。有序多孔
材料由于其孔道结构规则、生物兼容性较好和毒性
较低，常被用作药物的缓释载体 [109-111] 。因此，将基
于有序多孔材料合成的吸附剂吸附磷酸盐后用作农
业缓释肥料，既可实现磷资源的回收利用，又可进
一步提升其在磷酸盐去除领域的应用潜力。
5 结束语与展望
有序多孔材料具有比表面积大、孔容大、孔道
规则、物理化学性质可调控等特点，在吸附领域展
现出了巨大的应用前景。本文综述了基于不同有序
多孔材料合成的磷酸盐吸附剂相关研究进展，包括
吸附剂的磷酸盐吸附机制、吸附性能、吸附影响因
素及回收利用等。从有序多孔材料的角度来看，如
何以合理的成本制备孔道结构稳定、比表面积大、
·29·
性质稳定的材料，以及如何改善有序多孔材料的结
构或性质使其应用于吸附领域仍是研究热点。目前，
大部分吸附剂的磷酸盐吸附性能只是在实验室进行
测试，实际含磷废水是一个复杂的体系，因此，只
有通过实际废水的除磷测试才可为吸附剂的除磷性
能提供更可靠的评价依据。此外，值得注意的是，
吸附剂脱附再生后产生的脱附液如何处理，以及脱
附液中磷如何有效回收仍需开展进一步的研究。与
传统的磷处理方法相比，吸附法在其制备成本、大
规模实际应用等方面仍面临挑战。简化吸附剂合成
过程，开发低成本、高效、易回收利用的磷酸盐吸
附剂仍是今后研究和发展的方向。
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