三种铁氧化物的磷吸附解吸特性以及与磷吸附饱和度的关系
磷吸杂原理及过程
磷吸附是指磷元素在土壤或水体中被吸附到固体表面的过程。
磷是一种重要的营养元素，但过量的磷会导致水体富营养化，引发藻类过度生长等环境问题。
因此，磷吸附是一种重要的环境修复和水质管理手段。
磷吸附的原理主要涉及两个方面：吸附剂的性质和磷的形态。
1. 吸附剂的性质：吸附剂通常是土壤或水体中的固体颗粒，如矿物质、有机质等。
吸附剂的性质包括表面电荷、表面积、孔隙结构等。
正电荷的吸附剂表面有利于吸附磷，因为磷酸根离子（PO4-）带有负电荷，与正电荷相互吸引。
表面积和孔隙结构较大的吸附剂有更多的吸附位点，能够吸附更多的磷。
2. 磷的形态：磷在水体中存在多种形态，包括无机磷和有机磷。
无机磷主要包括磷酸盐、磷酸和亚磷酸等，有机磷主要是有机物中的磷酸酯。
不同形态的磷对吸附剂的亲和力不同。
一般来说，无机磷比有机磷更容易被吸附。
磷吸附的过程可以分为两个阶段：吸附和解吸。
1. 吸附：磷在水体中以磷酸根离子（PO4-）的形式存在，
当磷酸根离子接近吸附剂表面时，会与吸附剂表面的正电荷相互吸引，发生吸附。
吸附过程中，磷酸根离子与吸附剂表面形成化学键或物理吸附，将磷固定在吸附剂表面。
2. 解吸：磷吸附是一个动态平衡过程，吸附的磷也可以从吸附剂表面解吸出来。
解吸过程受到环境条件的影响，如pH 值、温度等。
当环境条件发生变化时，吸附的磷可以重新溶解到水体中。
总的来说，磷吸附是一个复杂的过程，受到吸附剂性质和磷的形态等因素的影响。
研究磷吸附的原理和过程有助于理解磷在环境中的行为，为磷的环境修复和水质管理提供科学依据。
铁(氢)氧化物悬液中磷酸盐的吸附-解吸特性研究
ｒｌｖ ｎ ｃａ ｉ ｏ ａｅ ｔ ｔ ｏ ｅｅ ａｔｍｅｈｎｓ ｃ ｍｐ ｒｄ ｗｉ ｗｏ ｃｍｍｏ ｒｓ ｌｎ Ｆ ｘｄｓ （ｏ ｔｉ ｎ ｅ ｔｅ，ｕｉｇ ｔｅ ｍｓ ｈ ｎ ｃｙｔ ｌ ｅ ｅｏ ｉｅ ｇ ｅｈｔ ａ ｄ ｈｍａｉ ） ｓ ｈ ａｉ ｅ ｔ ｎ ｔｃｎｑ ｅ ｆＸ—ａ ｉｒｃｉｎ （ ｅｈ ｉｕ ｓｏ ｒｙ ｄｆ ａｔ ｆ ｏ ＸｇＤ） ｒｎｍｉｓ ｎ ｅｅｔｏ ｃｏｃ ｐ （Ｅ ，ｈ ｒ ｌｇａｉ ｔｉ ａａｙ ｉ ，ｔ ｓ ｓｉ ｌｃｒｎｍｉｒｓｏ ｙ Ｔ Ｍ） ｔｅｍａ ｒｖｍｅ ｃ ｎ ｌｓｓ ａ ｏ ｒ
（ ＴＧＡ） ｐ ｒ ｓｔ ｔ ｃｕ ｅ ａ ａｙ ｉ ａ ｄ ｔ ｅｍｅｈ ｄ ｆｋｎ ｔ ｓａ ｄ ａ ｓ ｒ ｔ ｎ ｄ ｓ ｒ ｔ ｎ ｅ ｕ ｌ ｒ ｍ ｅ ｕｔ ， ｏ ｏ ｉ ｓｒ ｔｒ ｎ ｌｓｓ ｎ ｈ ｔ ｏ ｓｏ ｉ ｅｉ ｎ ｄ ｏｐ ｉ — ｅ ｏｐ ｉ ｑ ｉ ｂ ｉ Ｒ ｓ ｌ ｙ ｕ ｃ ｏ ｏ ｉ ｕ ｓ
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Ａｂｓｒ ｔ Ｔｈ ｒ ｔ ｎｔｏ ｔ ａｃ ： ｅ ｅ ｅ ｉ ｎ ａ ｒ ｌ ａ ｅ ± Ｐ ｎｔ ｉ ｏ ｏ ｄｅ １ ｆ ｕ ｎｃ ａ ｄ ｔ ｒ ｉ ｔ ｅ ｎｄ ｅ ｅ ｓ ｏ ｏ ｏ ｒ ｎ ｘｉ ｓ ｎ ｅ ｅ ｎ ｄｅ ｅ ｍ ｎｅ ｈ ｂｉ ａ ｉａ ｉｉｙ ｎｄ ｌ ｏ ｖａ ｌ ｂ ｌｔ ａ ｅ ｔ ｏ ｉ ａ ｉ ｎ ｆ Ｐ Ｗ ｅ ｓ ｕｄ ｈｅ ｄｓ ｒ ｉ ｎ— ｅｓ ｐ ｉ ｈａ ａ ｔ ｒｓ ｉ ｓ ｆ Ｐ ｏｎ ｏ ｅ ｒ ｈ ｒ ｔ ａ ｄ ｘ ｏ ｅ ｈ ｕ ｒ ｐｈ ｃ ｔ ｏ ｏ ｔ ｙ ｔ ａ ｏ ｐｔｏ ｄ ｏｒ ｔｏｎ ｃ ｒ ｃ ｅ ｉ ｔｃ ｏ ｔ ｆ ｒ ｉ ｙｄ ｉｅ ｎ ｅ ｐｌ ｒ ｔ ｅ
活性炭负载Fe(OH)3复合吸附剂的制备及磷吸附性能
活性炭负载Fe(OH)3复合吸附剂的制备及磷吸附性能王惠松;金承钰;吕升;邹亚娟;王斌涛;黄大成【摘要】采用溶胶-凝胶法,以秸秆活性炭、聚乙烯醇(PVA)和九水合硝酸铁为原料,成功制备了活性炭负载氢氧化铁复合吸附材料(活性炭负载(Fe(OH)3),以XRD、SEM等表征手段对所得材料的形貌、组成及结构进行了表征.结果表明,通过溶胶-凝胶及低温煅烧,纳米级Fe(OH)3粒子均匀分散在活性炭表面,而Fe(OH)3的随负载量是影响复合吸附剂的重要影响因素.吸附实验结果表明,活性炭负载Fe(OH)3复合吸附剂对磷具有良好的去除效果,Fe(OH)3的最佳负载量为5.6％,其最高吸附量可达5.56 mg/g.吸附等温线符合Freundlich等温吸附模式,且复合吸附剂对磷元素的吸附为优惠型吸附.【期刊名称】《实验室研究与探索》【年(卷),期】2016(035)004【总页数】4页(P22-25)【关键词】氢氧化铁;秸秆;活性炭;磷吸附;复合吸附剂【作者】王惠松;金承钰;吕升;邹亚娟;王斌涛;黄大成【作者单位】嘉兴市环境保护监测站,浙江嘉兴 314000;上海交通大学分析测试中心,上海 200240;嘉兴市环境保护监测站,浙江嘉兴 314000;上海交通大学分析测试中心,上海 200240;上海工程技术大学工程实训中心,上海 201620;上海工程技术大学工程实训中心,上海 201620【正文语种】中文【中图分类】X703.1磷是水体中主要的限制性营养元素，因此除磷对防治水体富营养化具有重要意义[1]。
污水除磷的方法主要分为化学沉淀法[2-3]、生物法[4]和吸附法[5-6]，生物法的稳定性和灵活性较差，常受进水水质和运行条件的影响，如碳源、pH值等因素的影响[7-9]，出水的磷含量往往达不到国家排放标准要求,采用A/O，A2/O，SBR等强化生物除磷工艺处理城市污水时，磷的去除率约为75%，若进水的总磷含量为4～8 mg/L，则出水中总磷含量为1～2 mg/L，远不能达到城镇污水处理厂污染物排放标准中的一级 P标准(TP≤0.5 mg/L) [10-11]，而沉淀法中的沉降污泥则容易造成二次污染。
三种铁氧化物的磷吸附解吸特性以及与磷吸附饱和度的关系
收稿日期:2005-01-04 修改稿收到日期:2005-03-29基金项目:国家自然科学基金项目(30370817,30471006);土壤与农业可持续发展国家重点实验室开放基金资助。
作者简介:邵兴华(1969—),女,内蒙古人,博士研究生,主要从事土壤磷素化学研究。
3通讯作者三种铁氧化物的磷吸附解吸特性以及与磷吸附饱和度的关系邵兴华1,章永松1,23,林咸永1,2,都韶婷1,于承艳1(1浙江大学环境资源学院,教育部环境修复与生态健康重点实验室,浙江杭州310029;2土壤与农业可持续发展国家重点实验室,中国科学院南京土壤研究所,江苏南京210008)摘要:采用三种人工合成铁氧化物(针铁矿、赤铁矿和水铁矿)比较了结晶态和无定形铁氧化物对磷的吸附—解吸特性以及与磷吸附饱和度的关系。
结果表明,三种铁氧化物的磷吸附特性均可用Langumir 方程来描述,相关系数均大于019,达到极显著水平。
从磷最大吸附量(Q m )、吸附反应常数(K )和最大缓冲容量(MBC)三项吸附参数综合考虑,水铁矿(无定形)对磷的吸附无论在容量还是强度方面均比结晶态铁氧化物针铁矿和赤铁矿大得多。
水铁矿吸附的磷比针铁矿和赤铁矿所吸附的磷更难解吸;水铁矿的大量活性表面并没有表现出增加磷释放的作用。
磷吸附饱和度有望作为评价土壤或铁氧化物磷吸附—解吸的强度和容量因子的一个综合指标。
关键词:铁氧化物;磷;吸附—解吸;吸附饱和度中图分类号:S15316+1 文献标识码:A 文章编号:1008-505X (2006)02-0208-05PhosphorusadsorptionanddesorptionpropertiesofthreesyntheticironoxidesandtheirrelationtophosphorusadsorptionsaturationSHAOXing 2hua 1,ZHANGYong 2song1,23,LINXian 2yong 1,2,DUShao 2ting 1,YUCheng 2yan 1(1MOE KeyLab.of Environ .Remediation and EcosystemHealth,College of Natural Resour .and Environ .Sci.,Zhejiang Univ.,310029Hangzhou,China;2State KeyLab.of Soil and Sustainable Agri.,Inst.of Soil Sci.,CAS ,Nanjing 210008,China )Abstract:ThedifferencesofPadsorption 2desorptioncharacteristicsofamorphousandcrystallineironoxidesandtheir relation toPadsorptionsaturationwerestudiedbyusingthreesyntheticironoxides.TheresultsshowedthatPadsorption propertiesofthesethreesyntheticironoxidescouldbedescribedbyLangumirequationwithacorrelationcoefficientlargerthan019beingstatisticalsignificantat1%level.ItwasfoundbycomprehensivelytakingQ m (maximumquantityofad2sorption),K (adsorptionconstant )andMBC (maximumbuffingcapacity )intoaccount,ferrihydrate (amorphous )was muchlargerthancrystallineironoxides (goethiteandhematite )inbothintensityandcapacityofPadsorption.Pad 2sorbedbyferrihydratewasmuchmoredifficulttobedesorbedthanthosebygoethiteandhematite.Thelargeactivesur 2facesofferrihydratecontributelittleonPdesorption.ItwassuggestedbyourresultsthatPadsorptionsaturationmightbe apromisingintegratedindexforestimatingtheintensityandcapacityofPadsorption 2desorptioninsoilsorironoxides.Keywords:ironoxide;phosphorus;adsorption 2desorption;adsorptionsaturation 铁氧化物是土壤结构体的胶结物质之一,不仅是这些土壤中最常见和含量较高的氧化物,而更重要的是它具有较高的活性,易随环境条件的变化而转变[1]。
农田土壤对磷的吸附和解吸特性研究进展
农田土壤对磷的吸附和解吸特性研究进展作者：杨燕玲来源：《安徽农业科学》2019年第01期摘要磷素是植物生长必需的三大营养元素之一，在植物生长发育过程中对植物的产量和品质有重要影响。
综述了农田土壤对磷的吸附和解吸机制等方面的研究进展，分析土壤對磷的吸附和解吸影响因素，包括土壤类型、土地利用方式、施肥水平和土壤理化性质，旨在为实际生产中磷肥的合理施用、高效利用和防止环境污染提供依据。
关键词磷吸附;磷解吸;农田土壤中图分类号S153文献标识码A文章编号0517-6611（2019）01-0004-02doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.01.002开放科学（资源服务）标识码（OSID）：基金项目“十三五”国家重点研发计划项目（2016YFD0200401）。
作者简介杨燕玲（1995—），女，河北邢台人，硕士研究生，研究方向：北方葡萄提质增效。
收稿日期2018-08-21磷素是植物生长必需的三大营养元素之一，植物体内所需要的磷主要是从土壤磷库和磷肥中获得，其供给的丰缺可直接影响农作物的产量和品质。
近年来，随着农田施磷水平的逐渐增加，农田非点源磷对环境污染的威胁日渐凸显[1]。
当前，随着工业的发展，施入土壤的磷肥增加迅速，大大超出了植物生长所需，然而植物对这部分施入土壤中的磷肥当季利用率很低[2]，这是因为施入农田的磷肥在进入土壤后，会产生一系列的反应，比如化学、生物化学反应，但大多是物理化学反应，这个过程中造成很多磷肥生成难溶性甚至不溶性的磷酸盐，同时还会被土壤或矿物颗粒吸附或者微生物等固持，施入土壤中的磷素大部分被土壤储备，导致植物无法利用[3]。
了解农田土壤中磷吸附和解吸的特性，不仅可为合理施用磷肥提供理论依据，而且对提高磷素的利用效率有重要意义。
为此，针对农田土壤对磷的吸附和解吸特性进行综述，以期为优化农田的施肥模式、提高磷肥的利用效率提供参考。
1土壤对磷的吸附与解吸机制土壤对离子的吸附作用指的是溶液中的溶质（离子或分子）在土壤固相与液相交界面处的富集现象，它也是指土壤固相与液相交界面附近溶液扩散层部分的离子浓度与自由溶液中离子浓度的差值[4]。
不同pH值条件下人工合成铁氧化物对磷的吸附特性_韩巍
浙江农业学报A cta A gricult urae Zhejiangensis 22(1):77~80,2010不同p H 值条件下人工合成铁氧化物对磷的吸附特性韩 巍1,梁成华1,*,杜立宇1,刘 丽2,吴玉梅3,安 宁1(1沈阳农业大学土地与环境学院,辽宁沈阳110161;2沈阳市环境技术评估中心,辽宁沈阳110014;3阜新市清河门区清河街道办事处,辽宁阜新123006)收稿日期:2009-10-12基金项目:国家自然科学基金项目(30571266)作者简介:韩巍(1985-),男,硕士研究生,主要从事环境保护与农业生态方面研究。
E-m ai:l h anw ei guy @163.co m *通讯作者,梁成华,E-m ai:l li ang110161@163.co m摘 要:以人工合成的针铁矿和水铁矿为研究对象,就结晶态和无定形态铁氧化物在不同p H 值(5,6,7)条件下对磷素的等温吸附特性及L angmu ir 方程和F reund lich 方程对铁氧化物吸附磷的拟合效果进行了研究。
结果表明,两种铁氧化物对磷的吸附特性均可用Langmu ir 方程和F reund lich 方程描述,相关系数均达到0195以上,呈极显著水平,但Langm uir 方程的拟合性优于F reund lich 方程。
比较磷的最大吸附量(Q max )、吸附反应常数(K L ,K F ,n)和最大缓冲容量(M BC)可知,在相同p H 值时,水铁矿(无定形态)对磷的吸附容量比针铁矿(结晶态)大的多;随着p H 值升高,两种铁氧化物对磷的吸附量均降低,且水铁矿的降低趋势明显于针铁矿。
关键词:铁氧化物;磷;等温吸附中图分类号:S158 文献标识码:A文章编号:1004-1524(2010)01-0077-04Phosphorus adsorption property onto synthetic iron oxides under different p HconditionsHAN W ei 1,LI A NG Cheng -hua 1,*,DU L-i yu 1,LI U L i 2,WU Yu -m ei 3,AN N ing1(1Colle g e of Land and Environmen t ,Shenyang Agric u ltural Univers it y,Shenyang 110161,China;2Shenyang Envi -ron m ental T echnology Eval uati on Center ,Sheny ang 110014,Ch i na ;3Q inghe Sub -d istrict Off ice of Fux in Q inghe m en D istr ict ,Fux in 123006,Ch i na)A bstrac t :In th i s st udy ,the adso rpti on o f phosphorus onto both crysta l and amo rphous iron ox ides unde r different p H cond iti ons (.i e .p H =5,6and 7)had been i nvesti ga ted usi ng syntheti c goe t h ite and ferri hydrite as t he m ater i a ls ,respecti v ely .Both Langmu ir and F reund lich mode l s w ere e m ploy ed to fit the experi m ental adsorption data to i dentif y t he best m ode.l T he exper i m enta l results show ed t ha t t hese t wo iron ox i des had good adsorption capac it y for phos -phorus .T he m ode li ng results i nd i cated tha t both m ode lsw ere ab l e t o adequately descr i be the adsorption f o r bo t h ma -teria l s ,but the Langm uir m ode l was m ore accurate .Further m ore ,t hrough co m parison of the equili br i u m adsorpti on quantity (Q m ax ),the adsorpti on constants (K L ,K F ,n )and t he max i m um buffer i ng capacity (M BC)o f t wo m ater-i a ls ,itw as found t hat adsorpti on capacity o f phosphorus onto t he ferrihydrite w as higher than that of the goethite i n each p H cond iti on ,and the adsorp tion capac it y f o r bo t h m ate rials had a considerable reducti on w it h i ncreasing p H whereas t he decli ne trend obse rved on the ferr i hydr ite was m ore pronounced .K ey word s :iron ox i des ;phosphorus ;iso t her m a l adsorpti on铁氧化物是土壤胶体的重要组成部分,它具有较高的活性,易随环境条件的变化而转变。
有机磷吸附
有机磷吸附有机磷的吸附去除技术主要包括化学吸附、生物吸附、物理吸附等。
其中，物理吸附是一种较为简单、高效的方法。
本文主要介绍有机磷在不同吸附材料上的吸附机制、影响因素、动力学过程等方面的研究现状及未来发展方向。
一、有机磷吸附材料1. 碳基材料碳基材料是一类常见的吸附材料，如活性炭、碳纳米管、石墨烯等。
这些材料具有较大的比表面积和孔隙结构，能够提供丰富的吸附位点。
通过氧化、硫化等表面修饰，可以增加它们与有机磷的作用力，提高吸附效率。
2. 金属氧化物金属氧化物具有较强的化学反应性，能够与有机磷形成化学键，从而实现吸附去除。
常见的金属氧化物包括二氧化钛、氧化铁、氧化铝等。
这些材料具有一定的选择性和特异性，对不同种类的有机磷有不同的吸附效果。
3. 生物吸附剂生物吸附剂是利用微生物、植物等生物体对有机磷进行吸附去除的材料。
这些生物体具有丰富的吸附位点和特异性吸附能力，可以高效地去除环境中的有机磷。
利用生物吸附剂进行有机磷去除是一种较为环保、经济的方法。
二、有机磷吸附机制1. 化学吸附在化学吸附过程中，有机磷与吸附材料表面的活性位点发生化学反应，形成共价键或离子键。
这种吸附方式具有较高的选择性和特异性，对有机磷有较强的吸附能力。
常见的化学吸附反应包括配位吸附、静电吸附等。
2. 物理吸附物理吸附是通过吸附剂表面的物理吸附作用力吸附有机磷。
物理吸附是一种既简单又高效的吸附方式，可以在较短的时间内实现有机磷的大量吸附。
物理吸附的主要作用力包括范德华力、静电作用、氢键等。
三、影响因素1. 吸附材料性质吸附材料的比表面积、孔隙结构、表面化学性质等均对有机磷的吸附效果有重要影响。
通常情况下，比表面积越大、孔隙结构越发达的吸附材料吸附效果越好。
2. pH值pH值对有机磷和吸附材料之间的化学反应起着重要作用。
在不同pH条件下，有机磷形态和吸附材料的表面电荷状态会发生变化，进而影响吸附效果。
3. 有机磷性质有机磷的结构、电荷、极性等性质与其在吸附过程中的吸附行为密切相关。
《铁氧化物对有机磷的吸附特征及影响因素研究》范文
《铁氧化物对有机磷的吸附特征及影响因素研究》篇一一、引言随着工业化和农业化的快速发展，有机磷化合物（OPs）的排放和污染问题日益严重，对环境和人类健康构成了巨大的威胁。
铁氧化物作为一种常见的环境吸附材料，在处理有机磷污染方面具有显著的效果。
因此，研究铁氧化物对有机磷的吸附特征及影响因素，对于环境保护和污染治理具有重要意义。
二、铁氧化物对有机磷的吸附特征1. 吸附过程铁氧化物对有机磷的吸附过程主要包括物理吸附和化学吸附。
物理吸附主要是通过范德华力、静电引力等非共价键作用使有机磷分子附着在铁氧化物表面；化学吸附则是通过配位键、氢键等共价键作用，使有机磷分子与铁氧化物表面发生化学反应，形成稳定的化学键。
2. 吸附特性铁氧化物对有机磷的吸附具有较高的选择性和特异性。
不同种类的铁氧化物对有机磷的吸附能力有所不同，且吸附过程受pH 值、温度、离子强度等因素的影响。
此外，铁氧化物对有机磷的吸附还具有可逆性，即在一定条件下，已吸附的有机磷可以重新释放到水体中。
三、影响因素研究1. pH值的影响pH值是影响铁氧化物吸附有机磷的重要因素。
在酸性条件下，铁氧化物的表面电荷主要为正电荷，有利于与带负电的有机磷分子通过静电引力作用进行吸附。
而在碱性条件下，铁氧化物的表面电荷逐渐减弱，导致吸附能力降低。
2. 离子强度的影响离子强度也是影响铁氧化物吸附有机磷的重要因素。
水体中的离子可以与铁氧化物表面的吸附位点竞争，从而降低其对有机磷的吸附能力。
因此，水体中离子强度的增加往往会导致铁氧化物对有机磷的吸附能力降低。
3. 温度的影响温度对铁氧化物吸附有机磷的影响较小，但在一定范围内，温度升高可以促进吸附过程的进行。
这是因为温度升高可以加速分子的热运动，有利于有机磷分子与铁氧化物表面的碰撞和吸附。
然而，当温度过高时，可能会破坏已形成的吸附结构，导致吸附能力降低。
4. 铁氧化物的种类和性质不同种类的铁氧化物对有机磷的吸附能力有所不同。
《铁氧化物对有机磷的吸附特征及影响因素研究》范文
《铁氧化物对有机磷的吸附特征及影响因素研究》篇一一、引言近年来，随着工业化和农业化的快速发展，有机磷污染物已成为水体和土壤环境中普遍存在的污染物之一。
这些污染物因其难降解性、生物积累性和潜在生态风险而备受关注。
铁氧化物作为一种广泛存在于自然环境和工业废弃物中的物质，具有强大的吸附能力，特别是在有机污染物的吸附与去除方面表现出了显著的效用。
因此，对铁氧化物对有机磷的吸附特征及影响因素进行研究，对于理解其环境行为、预测环境风险以及开发有效的修复技术具有重要意义。
二、铁氧化物对有机磷的吸附特征铁氧化物对有机磷的吸附过程是一个复杂的物理化学过程，涉及到多种相互作用力。
首先，铁氧化物表面富含的活性氧官能团能够与有机磷形成化学键，从而实现有机磷的固定。
其次，静电吸引作用也在吸附过程中起到关键作用，尤其是对于带有电荷的有机磷分子。
此外，铁氧化物的高比表面积和孔隙结构也为其提供强大的吸附能力。
实验结果表明，铁氧化物对有机磷的吸附具有较高的效率和选择性。
在一定的条件下，铁氧化物可以有效地从水溶液中吸附有机磷，并保持其结构完整性。
此外，铁氧化物的吸附过程还具有较高的可逆性，即通过适当的条件可以解吸已吸附的有机磷，这为污染土壤和水的修复提供了可能。
三、影响因素研究1. pH值的影响：pH值是影响铁氧化物吸附有机磷的关键因素之一。
在酸性条件下，铁氧化物表面带正电，有利于吸附带负电的有机磷分子；而在碱性条件下，铁氧化物表面带负电，吸附能力减弱。
2. 离子强度的影响：水溶液中的离子强度也会影响铁氧化物的吸附性能。
高离子强度会竞争性地占据铁氧化物表面的活性位点，从而降低其对有机磷的吸附能力。
3. 温度和接触时间的影响：温度和接触时间也是影响铁氧化物吸附有机磷的重要因素。
一般来说，随着温度的升高和接触时间的延长，吸附效率会提高。
4. 铁氧化物的类型和性质：不同类型的铁氧化物（如氧化铁（III）和氧化铁（II）等）以及其晶体结构、粒径等性质也会影响其对有机磷的吸附性能。
铁矿物对有机磷酸酯的吸附作用
铁矿物对有机磷酸酯的吸附作用铁矿物作为一种重要的吸附材料，能够广泛地应用于环境污染治理中。
与此同时，有机磷酸酯作为一类广泛存在于自然界和生活环境中的化合物，在生态和环境保护中也有着重要的地位。
铁矿物对有机磷酸酯的吸附作用已经引起了广泛的关注，这种吸附现象既有理论上的探讨，也有实践上的应用意义。
首先，理论上的研究表明，铁矿物能够对有机磷酸酯物质产生较强的吸附作用。
这种吸附是由于铁矿物表面具有一定的亲油性和表面活性，同时也具有很强的电荷作用。
有机磷酸酯分子中含有较多的疏水基团和阴离子基团，这些基团能够与铁矿物表面形成氢键和静电作用。
因此，有机磷酸酯分子很容易被铁矿物吸附固定，形成吸附复合物。
此外，铁矿物的晶体结构也与吸附有机磷酸酯有密切关系。
例如，黄铁矿和铁氧化物等铁矿物对磷酸酯的吸附能力较强，是因为它们的晶格结构比较疏松，表面能量较大，易于形成吸附位。
其次，铁矿物对有机磷酸酯的吸附作用不仅有理论上的探讨，也有着实际的应用意义。
例如，在废水处理工程中，可将铁矿物作为一种重要的吸附材料应用于处理有机磷酸酯污染物。
在实际应用中，可将铁矿物以一定的比例混合于处理废水的反应器中，通过其良好的吸附性能，能够有效地去除水中的有机磷酸酯污染物，达到净化水体的目的。
除此之外，还可以利用铁矿物制备具有较好吸附性能的吸附材料。
通过将铁矿物及其修饰剂作为主要原料，采用化学合成法等方法制备复合吸附材料。
这种复合吸附材料具有较好的微孔结构和比表面积，能够扩大吸附容量，进一步提高吸附效果。
总之，铁矿物对有机磷酸酯的吸附作用具有重要的理论意义和实际应用价值。
在今后的研究中，可以进一步深入探讨铁矿物吸附机理，并进一步开发具有高吸附性能的铁矿物复合吸附材料，以期更好地应对环境污染问题。
多核羟基氧化铁吸附磷变为单核铁物质的原理
多核羟基氧化铁是一种常用的吸附磷材料，它具有很强的吸附能力，可以有效地从水中去除磷。
然而，随着时间的推移，多核羟基氧化铁会发生变化，最终变为单核铁物质。
这种变化的原理是什么呢？本文将以此为主题，探讨多核羟基氧化铁吸附磷变为单核铁物质的原理。
一、多核羟基氧化铁的吸附磷能力1.多核羟基氧化铁具有大量的氢氧化物基团，可以与磷形成氢键或共价键，从而实现磷的吸附。
2.多核羟基氧化铁具有丰富的表面负电荷，可以与磷的正电荷相吸引，增强了吸附效果。
3.多核羟基氧化铁的晶格结构复杂，具有大量的孔隙和表面活性位点，有利于磷的吸附和固定。
二、多核羟基氧化铁吸附磷变为单核铁物质的原理1. 多核羟基氧化铁与磷的反应多核羟基氧化铁与磷发生化学反应，磷被吸附在多核羟基氧化铁的表面或孔隙中。
在吸附过程中，磷与多核羟基氧化铁发生吸附平衡，吸附速率逐渐降低。
2. 外界因素的影响外界条件的改变，如温度、pH值、溶液离子强度等，会影响多核羟基氧化铁的稳定性。
在一定条件下，多核羟基氧化铁会逐渐发生溶解和转化。
3. 矿物转化过程多核羟基氧化铁在特定条件下会发生离子交换和结构重组，逐渐形成单核铁物质。
这一过程可能伴随着磷的释放，使得多核羟基氧化铁的吸附能力降低。
4. 形成单核铁物质经过一系列的改变和转化，多核羟基氧化铁最终会形成单核铁物质。
这种物质具有较低的表面积和孔隙结构，对磷的吸附能力较弱。
三、多核羟基氧化铁吸附磷变为单核铁物质的影响1. 停止吸附磷一旦多核羟基氧化铁转化为单核铁物质，其吸附磷的能力将大大降低甚至停止。
这将影响磷污染物的去除效果。
2. 释放固定磷多核羟基氧化铁转化为单核铁物质的过程中，固定的磷可能会被释放回水体中，加剧了水体的富营养化。
3. 对环境的影响多核羟基氧化铁转化为单核铁物质会影响环境水体的污染状况和生态平衡，加剧水体富营养化问题。
结语多核羟基氧化铁吸附磷变为单核铁物质的原理是一个复杂的过程，涉及到化学反应、外界条件影响、矿物转化等多个方面。
颗粒态铁锰复合氧化物对磷的吸附特征及影响因素
2017年第36卷第6期 CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS·2311·化 工 进展颗粒态铁锰复合氧化物对磷的吸附特征及影响因素韩强1，2，3，杜晓丽1，2，3，崔申申1，胡婉蓉1（1北京建筑大学城市雨水系统与水环境省部共建教育部重点实验室，北京 100044；2北京未来城市设计高精尖创新中心，北京 100044；3北京建筑大学北京市可持续城市排水系统构建与风险控制工程技术研究中心，北京 100044）摘要：以聚乙烯醇（PV A ）为黏合剂，将FeSO 4和KMnO 4以摩尔比5∶1复合制备了颗粒态铁锰复合氧化物，采用扫描电镜和红外光谱对其进行表征，并考察了其对溶液中磷的吸附特征及影响因素。
结果表明，颗粒态铁锰复合氧化物表面粗糙、孔隙结构发达，含有丰富的表面基团；颗粒态铁锰复合氧化物对水中的磷具有良好的吸附效果，对磷的吸附量随时间增加而增大，400min 时可达吸附平衡，准二级动力学方程能较好地描述该吸附动力学过程；Langmuir 方程可较好地拟合不同温度时的等温吸附数据，且反应温度越高，平衡吸附量越大；离子强度变化及NO 3–、SiO 32–、SO 42–和CO 32–等共存离子存在对颗粒态铁锰复合氧化物的吸附除磷过程影响不大； pH 可显著影响颗粒态铁锰复合氧化物对磷的去除效果，pH ≤5时磷的去除率较高且基本保持不变，pH ＞5时去除率随pH 升高而降低。
关键词：颗粒物料；铁锰复合氧化物；吸附；反应动力学；除磷中图分类号：X703.1 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2017）06–2311–07 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2017.06.049Adsorptive characteristics and effect parameters of granular Fe-Mnbinary oxide for phosphateHAN Qiang 1，2，3，DU Xiaoli 1，2，3，CUI Shenshen 1，HU Wanrong 1（1Key Laboratory of Urban Stormwater System and Water Environment ，Beijing University of Civil Engineering and Architecture ，Beijing 100044，China ；2Beijing Advanced Innovation Center for Future Urban Design ，Beijing 100044，China ；3Beijing Engineering Research Center of Sustainable Urban Sewage System Construction and Risk Control ，Beijing University of Civil Engineering and Architecture ，Beijing 100044，China ）Abstract ：With polyvinyl alcohol （PV A ）as adhesive ，a granular Fe-Mn binary oxide （GFMO ） was synthesized with FeSO 4/KMnO 4 molar ratio of 5∶1. GFMO was characterized by scanning electron microscope （SEM ）and Fourier transform infrared spectrometer （FTIR ）and its adsorption behavior for phosphate and effect parameters were investigated. The results showed that GFMO exhibits a rough surface and a porous structure with abundant surface hydroxyl groups. GFMO has a favorable adsorption properties for phosphate in water. Phosphate adsorption amounts increase with the contact time increasing. The adsorption equilibrium time is achieved at 400min. The adsorption kinetics can be described by pseudo-second-order kinetic model. The Langmuir isotherm model can suitably fit the isotherm adsorption data at different temperatures. Higher temperatures yield larger equilibrium第一作者：韩强（1990—），男，硕士研究生，研究方向为城市水环境科学与系统工程。
五种物料对磷的吸附—解吸能力研究
五种物料对磷的吸附—解吸能力研究陈巧;李永梅【期刊名称】《山西农业大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2014(034)001【摘要】滇池流域富营养化严重,非点源磷污染对滇池水体影响较大,为防止施入农田的畜禽粪便中水溶性磷的过度流失,采用室内等温吸附的方法,探究了5种物料对磷的吸附能力及吸附后解吸能力的强弱,并分别用Langmuir方程和Freundlich方程拟合各物料的等温吸附曲线,挑选出适合的1种作为猪粪填充物料.结果表明,5种物料中粉煤灰的吸附能力最强.用Langmuir方程拟舍得出:粉煤灰、锅炉灰、鸡蛋壳、氧化铝、沸石的最大吸附量(Qmax)分别是2380.95、1818.18、1694.92、1428.57、1923.08 m g·kg-1.用Freundlich方程拟舍得出吸附能力(K)最大的是粉煤灰.5种物料中解吸趋势较缓慢的是粉煤灰.粉煤灰是5种物料中最适合作为畜禽粪便水溶性磷的吸附填充物.【总页数】5页(P39-43)【作者】陈巧;李永梅【作者单位】云南农业大学资源与环境学院,云南昆明650201;云南农业大学资源与环境学院,云南昆明650201【正文语种】中文【中图分类】P619.25+9【相关文献】1.不同原料生物炭对磷的吸附-解吸能力及其对土壤磷吸附解析的影响 [J], 代银分;李永梅;范茂攀;王自林;杨广容2.长江中下游浅水湖沉积物对磷的吸附特征--吸附等温线和吸附/解吸平衡质量浓度 [J], 庞燕;金相灿;王圣瑞;孟凡德;周小宁3.潮土中磷锌交互作用机制探讨及磷对锌吸附-解吸的影响 [J], 刘芳;刘忠珍;刘世亮;介晓磊;化党领4.土壤对磷的吸附与解吸及需磷量探讨 [J], 吕珊兰;杨熙仁;康新茸5.土壤对磷的吸附与解吸及需磷量探讨 [J], 吕珊兰;杨熙仁;康新茸因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
磷的吸附
目录
磷是植物生长发育所必需的三要素之一，磷素在土壤中具有
固定性强、移动性弱和当季利用率低的显著特点，因此磷素 的研究一直是农田土壤养分研究的热点，其中，对磷的吸附 与解吸的研究更是倍受关注 。 应用Langmuir等温吸附方程研究土壤对磷的吸附与解吸是70 年代来国际上土壤化学和土壤植物营养化学研究的重要领域。 80年代以来 ,我国也开始了这方面的研究。
研究进展
郭晓冬、张雪琴、杨玲通过对甘肃省主要农业区域的土壤对
磷的吸附与解吸特性的研究，得出结论：实测的等温吸附曲 线与常用的 Freundlich、Langmuir 及Temkin 的吸附模式均 很吻合,全部相关系数均达极显著水平。由吸附曲线得到的土 壤对磷的吸附特性值(k· )差异较大,东部地区较西部高, 覆 xm 盖黑垆土> 黄绵土> 黑麻土> 灌漠土。影响土壤吸磷的因素 主要是土壤有机质含量和阳离子代换量(CEC),有机质含量越 高,土壤对磷的吸附结合能越小,而吸磷量增加;土壤 吸附磷的解吸曲线不同层次与土壤吸附磷的结合方式不同有 关。水溶性磷加入土壤后,首先形成二钙磷,其次是Al- P, 再次 是八钙磷, 并逐渐形成更难溶的磷酸盐形式。
研究进展
曹志出，黄土性土壤对磷的吸附特性以简单Langmuir等温吸附 方程最为吻合，所有供试土壤的相关系数均达极显著水平。 Freundlich和 Temkin方程只有部分样品与之吻合。黄土性土 壤对磷的最大吸附量（qm）普遍较低 ,因此可以称为弱吸磷 能力的土壤。其中胶泥 、粘土、淤土〉两合土 、面砂土〉 砂土。影响黄土性土壤最大吸磷量的因子是游离氧化铁 、物 理性粘粒及碳酸钙含量 ,均达极显著正相关关系。有机质含 量和pH 值对黄土性土壤最大吸磷量的影响不稳定。黄土性 土壤的吸附磷的解吸率高 其中以两合土〉砂土〉淤土。等温 解磷曲线也可分成三个区域 ,代表各种不同能级的吸附磷被 解吸的过程。
氧化还原条件对湿地土壤磷吸附与解吸特性的影响_陈亚东
氧化还原条件对湿地土壤磷吸附与解吸特性的影响＊陈亚东1 梁成华1＊＊ 王延松2 李月瑶1 郭宝东2 张永红2(1沈阳农业大学,沈阳110161;2辽宁省环境科学研究院,沈阳110031)摘 要 采用室内模拟试验研究了氧化还原条件对盘锦天然湿地土壤磷吸附与解吸特性的影响,并对磷的吸附与解吸过程进行拟合。
结果表明,氧化或还原条件下L a n g m u i r 模型和F r e u n d l i c h 模型均能较好地拟合磷的等温吸附曲线,且L a n g m u i r 方程的拟合效果好于F r e u n d l i c h 方程。
淹水还原条件下,湿地土壤对磷的最大吸附量和解吸率比淹水前分别降低了9.5%和16.3%;吸附解吸平衡浓度升高,平均增加158.8%。
淹水后土壤活性铁含量明显升高,淹水前后活性铁变化与吸附解吸平衡浓度变化之间的相关性达到了显著水平,与土壤中磷的最大吸附量和解吸率变化的相关性不显著,表明活性铁含量的变化是淹水还原条件下影响土壤磷吸附解吸平衡浓度变化的主要因素。
关键词 氧化还原;等温吸附;解吸;磷中图分类号 S 158.5 文献标识码 A 文章编号 1000-4890(2010)4-0724-06P h o s p h o r u s a d s o r p t i o n a n d d e s o r p t i o n c h a r a c t e r i s t i c s o f w e t l a n d s o i l u n d e r d i f f e r e n t r e d o xc o nd i t i o n s .C H E N Y a -d o n g 1,L I A N G C he n g -h u a 1,W A N G Y a n -s o n g 2,L I Y u e -y a o 1,G U OB a o -d o n g 2,Z H A N GY o n g -h o n g 2(1S h e n y a n g A g r i c u l t u r a l U n i v e r s i t y ,S h e n g y a n g 110161,C h i n a ;2L i a o n i n gA c a d e m y o f E n v i r o n m e n t a l S c i e n c e s ,S h e n y a n g 110031,C h i n a ).C h i n e s e J o u r n a l o f E c o l o g y ,2010,29(4):724-729.A b s t r a c t :Al a b o r a t o r y s i m u l a t i o n e x p e r i m e n t w a s c o n d u c t e d t o s t u d y t h e p h o s p h o r u s a d s o r p t i o n /d e s o r p t i o n c h a r a c t e r i s t i c s o f w e t l a n d s o i l i n P a n j i n ,L i a o n i n g P r o v i n c e u n d e r d i f f e r e n t r e d o x c o n -d i t i o n s .L a n g m u i r m o d e l a n d F r e u n d l i c h m o d e l w e r e u s e d t o f i t t h e p h o s p h o r u s d e s o r p t i o n p r o c e s -s e s .U n d e r b o t h a n a e r o b i c a n d a e r o b i c c o n d i t i o n s ,t h e p h o s p h o r u s a d s o r p t i o n /i s o t h e r m s c o u l d b e s u c c e s s f u l l y f i t t e d b y t h e t w o m o d e l s ,a n d L a n g m u i r m o d e l h a d b e t t e r f i t t i n g e f f e c t .U n d e r f l o o d -i n g ,t h e m a x i m u mp h o s p h o r u s a d s o r p t i o n a n d d e s o r p t i o n r a t e s d e c r e a s e d ,w i t h a n a v e r a g e d e c r e -m e n t b e i n g 9.5%a n d 16.3%,r e s p e c t i v e l y ,w h i l e t h e p h o s p h o r u s a d s o r p t i o n /d e s o r p t i o ne q u i -l i b r i u mm a s s c o n c e n t r a t i o ni n c r e a s e dr e m a r k a b l y ,w i t h a na v e r a g e i n c r e m e n t o f 158.8%.T h e s o i l a m o r p h o u s F e c o n t e n t a l s o i n c r e a s e d o b v i o u s l y a f t e r f l o o d i n g ,a n d h a d s i g n i f i c a n t c o r r e l a t i o n w i t h t h e p h o s p h o r u s a d s o r p t i o n d e s o r p t i o n e q u i l i b r i u mm a s s c o n c e n t r a t i o n b u t l e s s c o r r e l a t i o n w i t h t h e m a x i m u mp h o s p h o r o u s a d s o r p t i o n a n d d e s o r p t i o n r a t e s ,s u g g e s t i n g t h a t s o i l a m o r p h o u s F e w a s o n e o f t h em o s t i m p o r t a n t f a c t o r s a f f e c t i n gt h ep h o s p h o r u sa d s o r p t i o n /d e s o r p t i o ne q u i l i b r i u m m a s s c o n c e n t r a t i o n u n d e r f l o o d i n g .K e y w o r d s :o x i d a t i o n r e d u c t i o n ;a d s o r p t i o n i s o t h e r m ;d e s o r p t i o n ;p h o s p h o r u s .＊国家水体污染控制与治理科技重大专项资助项目(2008Z X 07208-009)。
不同材料对磷和铁的吸附性能研究
ｔｈｅ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｏｆ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ａｎｄ ｉｒｏｎꎬ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ. Ｔｈｅ ｂｅｓｔ ｐＨ ｗａｓ ７ ｂａｓｅｄ ｏｎ ａｃｔｕａｌ ｗａｔｅｒ ｓａｍｐｌｅ ｔｅｓｔ ａｎｄ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ
ｑ ｔ ＝ ｑ ｅ (１ － ｅ － ｋ１ｔ )
(４)
ｑｔ ＝
(５)
２
ｅ ２
ｑ ｋ ｔ
１ ＋ ｑ ｅ ｋ２ ｔ
ｑ ｔ ＝ Ｋ ｉｄ ｔ０. ５ － Ｃ ｉ
(６)
式(４) ~ (６) 中ꎬｑ ｔ 为 ｔ 时刻的吸附量ꎬｍｇ / ｇꎻ
１０ ０、２０ ０、２５ ０、３５ ０、５０ ０、６５ ０、８０ ０、９０ ０ 和
吸附量依次为活性炭(０ ７９ ｍｇ / ｇ) > 陶粒(０ ７６ ｍｇ / ｇ) > 沸石(０ ５１ ｍｇ / ｇ) > 石英砂(０ ２６ ｍｇ / ｇ) ꎻ颗粒内扩散模型表明各
材料对 Ｐ、Ｆｅ 的吸附分为表面扩散和内扩散 ２ 个阶段ꎬ且内扩散为速率控制步骤ꎬ吸附饱和时间为 ２４０ ｍｉｎꎻ(３) Ｐ 和 Ｆｅ 的
性炭、沸石、陶粒和石英砂均购自郑州鑫利达水处
理有限公司ꎮ
１ ２ 等温吸附实验
含 Ｐ 和 Ｆｅ 的 废 水 为 模 拟 废 水ꎬ 分 别 用
ＫＨ２ ＰＯ４ 和( ＮＨ４ ) ２ Ｆｅ( ＳＯ４ ) ２６Ｈ２ Ｏ 配制ꎮ 配制含
Ｐ 浓 度 分 别 为 ０ １、０ ４、０ ８、１ ４、２ ４、４ ０、５ ０、
金属氧化物对不同形态磷的吸附：有机质的影响
金属氧化物对不同形态磷的吸附：有机质的影响磷是植物重要营养元素,能提高农作物的产量,在生活中广泛应用,给环境也带来了潜在威胁。
磷在自然界中以不同形态存在,如正磷、焦磷、有机磷等,其中主要以正磷为主,不同形态的磷通过一系列物化作用在环境中迁移转化,给环境带来影响。
天然有机质在自然界中广泛分布,可与磷以及吸附剂发生相互作用,对水污染处理过程产生影响。
近年来,有机质对水污染处理过程的影响被广泛研究。
本文研究了pH、时间、温度、共存离子等因素对金属氧化物吸附不同形态磷的影响,并考虑了有机质的影响,并借助SEM、XRD、FTIR、XPS、三维荧光等手段,以期探究金属氧化物对不同形态磷的吸附机理,以及有机质的影响机制。
实验结果表明:pH对纳米氧化镁吸附磷的影表现为随pH的增大吸附量先增大后减小,初始浓度为10 mgP/L,吸附剂添加量为0.01 g时在pH为7.11处吸附量达到最大,最大吸附量为19.70 mg/g。
纳米氧化镁吸附磷的动力学更适合准二级动力学模型。
Freundlich方程更适合描述纳米氧化镁吸附磷的等温线。
加入富里酸后吸附达到平衡时间延长了22 h,随着富里酸浓度的增大,磷的吸附量逐渐减小,与此同时,富里酸的浓度在逐渐减小,说明富里酸与磷酸盐发生了竞争,磷在纳米氧化镁上的吸附产生抑制作用,这在SEM和XRD上得到证明,SEM 表明纳米氧化镁吸附磷后形貌变化明显,XRD结果表明纳米氧化镁与磷作用过程中生成了Mg<sub>3</sub>（PO<sub>4</sub>）<sub>2</sub>·22H<sub>2</sub>O,加入富里酸抑制了纳米氧化镁形貌变化以及Mg<sub>3</sub>（PO<sub>4</sub>）<sub>2</sub>·22H<sub>2</sub>O晶型的形成。
铁(氢)氧化物悬液中磷酸盐的吸附-解吸特性研究
第41卷 第1期Vol.41, No.1, 89~982012年1月GEOCHIMICAJan., 2012收稿日期(Received): 2011-02-25; 改回日期(Revised): 2011-06-01; 接受日期(Accepted): 2011-06-03基金项目: 国家自然科学基金重大项目(30890132, 30890133); 国家自然科学基金(41171197); 国家大学生创新性试验计划项目(091050404) 作者简介: 王小明(1985–), 男, 博士研究生, 环境土壤化学研究方向。
E-mail: wangxm338@ * 通讯作者(Corresponding author): FENG Xiong-han, E-mail: fxh73@; Tel: +86-27-87280271铁(氢)氧化物悬液中磷酸盐的吸附-解吸特性研究王小明, 孙世发, 刘 凡, 谭文峰, 胡红青, 冯雄汉*(农业部亚热带农业资源与环境重点实验室, 华中农业大学 资源与环境学院, 湖北 武汉 430070)摘 要: 铁(氢)氧化物对P 的吸持和释放在一定程度上决定着P 的生物有效性和水体富营养化。
以两种环境中常见晶质铁氧化物(针铁矿和赤铁矿)为对照, 采用X 射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、热重分析(TGA)和孔径分析以及动力学和吸附-解吸热力学平衡等技术方法, 研究了弱晶质水铁矿对P 吸附-解吸特性, 并探讨了相关机制。
实验表明, 三种矿物对P 的吸附分为起始的快速反应和随后的慢速反应, 它们均符合准一级动力学过程, 反应中OH –释放明显滞后于P 吸附, P 吸附经历了从外圈到内圈配位、单齿到多齿配位过渡的过程; 与晶质氧化铁比,水铁矿吸附容量和OH –释放量更大、慢速吸附反应更快、存在缓慢扩散反应阶段, 吸附容量依次是: 水铁矿(4.36 μmol/m 2) >> 针铁矿(2.62 μmol/m 2)＞赤铁矿(2.28 μmol/m 2); 针铁矿和赤铁矿吸附P 符合L (Langmuir)模型, 而水铁矿更符合F (Freundlich)模型。
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收稿日期:2005-01-04 修改稿收到日期:2005-03-29基金项目:国家自然科学基金项目(30370817,30471006);土壤与农业可持续发展国家重点实验室开放基金资助。
作者简介:邵兴华(1969—),女,内蒙古人,博士研究生,主要从事土壤磷素化学研究。
3通讯作者三种铁氧化物的磷吸附解吸特性以及与磷吸附饱和度的关系邵兴华1,章永松1,23,林咸永1,2,都韶婷1,于承艳1(1浙江大学环境资源学院,教育部环境修复与生态健康重点实验室,浙江杭州310029;2土壤与农业可持续发展国家重点实验室,中国科学院南京土壤研究所,江苏南京210008)摘要:采用三种人工合成铁氧化物(针铁矿、赤铁矿和水铁矿)比较了结晶态和无定形铁氧化物对磷的吸附—解吸特性以及与磷吸附饱和度的关系。
结果表明,三种铁氧化物的磷吸附特性均可用Langumir 方程来描述,相关系数均大于019,达到极显著水平。
从磷最大吸附量(Q m )、吸附反应常数(K )和最大缓冲容量(MBC)三项吸附参数综合考虑,水铁矿(无定形)对磷的吸附无论在容量还是强度方面均比结晶态铁氧化物针铁矿和赤铁矿大得多。
水铁矿吸附的磷比针铁矿和赤铁矿所吸附的磷更难解吸;水铁矿的大量活性表面并没有表现出增加磷释放的作用。
磷吸附饱和度有望作为评价土壤或铁氧化物磷吸附—解吸的强度和容量因子的一个综合指标。
关键词:铁氧化物;磷;吸附—解吸;吸附饱和度中图分类号:S15316+1 文献标识码:A 文章编号:1008-505X (2006)02-0208-05PhosphorusadsorptionanddesorptionpropertiesofthreesyntheticironoxidesandtheirrelationtophosphorusadsorptionsaturationSHAOXing 2hua 1,ZHANGYong 2song1,23,LINXian 2yong 1,2,DUShao 2ting 1,YUCheng 2yan 1(1MOE KeyLab.of Environ .Remediation and EcosystemHealth,College of Natural Resour .and Environ .Sci.,Zhejiang Univ.,310029Hangzhou,China;2State KeyLab.of Soil and Sustainable Agri.,Inst.of Soil Sci.,CAS ,Nanjing 210008,China )Abstract:ThedifferencesofPadsorption 2desorptioncharacteristicsofamorphousandcrystallineironoxidesandtheir relation toPadsorptionsaturationwerestudiedbyusingthreesyntheticironoxides.TheresultsshowedthatPadsorption propertiesofthesethreesyntheticironoxidescouldbedescribedbyLangumirequationwithacorrelationcoefficientlargerthan019beingstatisticalsignificantat1%level.ItwasfoundbycomprehensivelytakingQ m (maximumquantityofad2sorption),K (adsorptionconstant )andMBC (maximumbuffingcapacity )intoaccount,ferrihydrate (amorphous )was muchlargerthancrystallineironoxides (goethiteandhematite )inbothintensityandcapacityofPadsorption.Pad 2sorbedbyferrihydratewasmuchmoredifficulttobedesorbedthanthosebygoethiteandhematite.Thelargeactivesur 2facesofferrihydratecontributelittleonPdesorption.ItwassuggestedbyourresultsthatPadsorptionsaturationmightbe apromisingintegratedindexforestimatingtheintensityandcapacityofPadsorption 2desorptioninsoilsorironoxides.Keywords:ironoxide;phosphorus;adsorption 2desorption;adsorptionsaturation 铁氧化物是土壤结构体的胶结物质之一,不仅是这些土壤中最常见和含量较高的氧化物,而更重要的是它具有较高的活性,易随环境条件的变化而转变[1]。
铁氧化物可变电荷表面对磷的固定是影响磷在土壤中的浓度、形态、化学行为和生物有效性的重要因素,有关研究一直是土壤化学领域里的热点[2]。
水稻土淹水过程中,氧化还原电位降低,是促使氧化铁活化的重要条件之一[1]。
活化程度不同,形成的铁氧化物的颗粒大小和比表面积有很大的差异,势必引起磷吸附解吸特性的差异。
章永松等人[3]研究发现,土壤中的结晶态氧化铁随淹水期明显下降,而无定形氧化铁急剧增加,并且在不同土层植物营养与肥料学报2006,12(2):208-212PlantNutritionandFertilizerScience中的分布状况也发生了变化。
磷吸附与无定形氧化铁的增加存在密切的相关关系,说明土壤在淹水过程中,氧化铁在种类、数量、形态和分布等方面的变化是导致淹水减低土壤磷有效性的重要原因。
苏玲等[4]研究了干湿交替过程中土壤中氧化铁形态的变化以及对土壤磷吸附和解吸的影响,结果也证明淹水使土壤中结晶态氧化铁含量明显减少,无定形氧化铁和土壤对磷的吸附量急剧增加,磷解吸下降;而落干过程则使之发生相反的变化。
然而,Patrick 和Khalid等[5-6]指出,在淹水条件下,由结晶度极差的无定形铁氧化物引起的大量活性表面具有双重作用,即既可增加对磷的吸附,也能为磷的释放增加表面。
同时,在还原条件下,土壤磷的释放与草酸可提取的铁氧化物有关。
Shahandeh等人[7]得出的结论是,土壤中草酸可提取的铁氧化物数量越大,磷吸附和磷释放的有效活性表面就越大,淹水土壤中磷有效性与土壤中与草酸可提取态铁、锰结合的磷关系很大[8]。
因此,无定形铁氧化物对磷吸附与解吸的双重作用究竟以那种起主导则成了淹水影响土壤磷有效性的一个关键。
为此,采用人工合成的三种铁氧化物(针铁矿、赤铁矿和水铁矿),通过研究它们对磷吸附与解吸的特性,试图进一步探明淹水影响磷有效性的机制,并提出判断影响土壤磷有效性的新指标。
1 材料与方法111 供试铁氧化物的合成试验选择水稻土中最常见的针铁矿、赤铁矿和水铁矿三种铁氧化物作为试验材料,按照Schwert2 mann和Cornell[9]的方法合成。
具体方法如下: 11111 针铁矿的人工合成 向2L聚丙烯容器中倒入100mL新鲜配制的5mol/LFe(NO3)3(未潮解的Fe(NO3)3・9H2O溶于去离子水),迅速加入180mL 1mol/LKOH,搅拌。
迅速用去离子水稀释至2L,加盖,70℃下保持60h。
抽去上清液,沉淀在25℃下透析除去剩余的OH-和NO-3,后者可用二苯胺检查。
11112 赤铁矿的人工合成 在2L聚丙烯容器中将40gFe(NO3)3・9H2O溶于500mL预热至90℃的去离子水,加入300mL预热至90℃的1mol/LKOH 沉淀水铁矿,加入50mL预热至90℃的NaHCO3,使水铁矿转化为赤铁矿,在加盖的聚丙烯容器中于90℃保持48h。
抽去上清液,沉淀在25℃下透析除去剩余的OH-和NO-3。
11113 水铁矿的人工合成 将40gFe(NO3)3・9H2O 溶于500mL去离子水中,加入1mol/LKOH约330 mL,其中最后20mL逐滴加入,调节pH至7～8,剧烈搅拌,迅速离心洗涤除去电解质。
上述人工合成铁氧化物均经X-衍射分析鉴定,针铁矿和赤铁矿为结晶态氧化物,水铁矿为无定形氧化物。
112 铁氧化物的磷吸附与解吸试验11211 吸附试验 称取针铁矿约95mg,赤铁矿约120mg,水铁矿约40mg于50mL塑料离心管中,加入30mL系列磷吸附液(磷浓度见表1,含0101 mol/L CaCl2,用KH2PO4配制)。
25℃振荡1h,平衡23h,5000r/min离心10min,钼锑抗法测定上清液中磷含量。
吸附曲线采用Langumir方程进行拟合。
11212 解吸试验 吸附试验后的铁氧化物用无水乙醇悬浮洗涤,离心,弃上清,加入0101mol/LCaCl2 30mL,25℃振荡1h,再解吸23h,5000r/min离心10min,钼锑抗法测定上清液中磷含量。
表1 三种铁氧化物所用系列磷吸附液浓度Table1 InitialPconcentrationusedinadsorptionexperimentforthreeironoxides铁氧化物Ironoxide系列吸附液磷浓度InitialPconcentrationforadsorption(mg/L)针铁矿Geothite051020406080100赤铁矿Hematite051020406080100水铁矿Ferrihydrite0510204060801001201501802 结果与讨论211 三种铁氧化物对磷吸附特性图1是三种铁氧化物的等温吸附曲线。
将供试的三种铁氧化物的磷吸附试验结果用一元Langmuir 方程C/Q=1/Q m K+C/Q m拟合,方程式中Q是单位铁氧化物的吸磷量,Q m是单位铁氧化物的最大吸磷量(Pμg/g),K是表示与结合能有关的常数。
C是当吸附—解吸达到平衡时溶液中磷的浓度。
直线斜率的倒数即为Q m值,常数项的倒数再除以Q m即得K9022期 邵兴华,等:三种铁氧化物的磷吸附解吸特性以及与磷吸附饱和度的关系图1 供试铁氧化物对磷的等温吸附曲线Fig.1 Pisothermaladsorptioncurveofthreeironoxides值。
三种铁氧化物的Langmuir方程分别为:针铁矿C/Q=113332+01275C,R2=019891; 赤铁矿C/Q=113596+015249C,R2=019798;水铁矿C/Q=010158+010236C,R2=019755。