金属氧化物纳米颗粒对磷的吸附及回收潜力

来源：中国环境科学杂志2017年第7期北京时间：

作者：梁文, 何维, 李满林, 黄辉, Wang Jim J, 张增强, 李荣华

单位：1. 西北农林科技大学资源环境学院, 陕西 杨凌 712100; /\r\n2. 西北农林科技大学理学院, 陕西 杨凌 712100; /\r\n3. School of Plant, Environmental and SoilSciences, Louisiana State University Agricultural Center, Baton Rouge, LA 70803, USA; /\r\n4. 农业部西北植物营养与农业环境重点实验室, 陕西 杨凌 712100

摘要：比较4种金属氧化物纳米颗粒（nMgO，nAl2O3，nTiO2和nFe2O3）对水体P的吸附性能，并探讨了pH、吸附时间、共存离子等因素对nMgO吸附P的影响，用XRD和XPS分析了nMgO对P的吸附机制，最后通过小青菜盆栽实验法探讨nMgO从养殖废水中吸附回收P的应用潜力.结果发现，在pH 3.0~8.0范围内，nMgO对P的吸附量显著高于nAl2O3、nTiO2和nFe2O3，4种纳米颗粒对P的吸附量分别可达40、31.77、15.93和13.08mg/g.吸附后P的解吸可逆性较差.nMgO对P的吸附能在0.5h内达到吸附平衡，P的吸附符合准二级动力学过程.体系共存的等量F-、Cl-、NO3-、SO42-、Na+、K+和NH4+离子对nMgO吸附P无显著影响，Mg2+和Ca2+离子对P吸附具有促进作用.nMgO对P的吸附等温线可用Langmuir模型描述，最大吸附量达139.3mg/g.XRD和XPS分析表明，nMgO对P的吸附是伴有静电吸引的以表面络合沉淀反应为主的吸附过程.nMgO能有效地从养殖废水中吸附回收P，吸附P的nMgO作为肥料，能使小青菜干物质量从0.31g/kg土增加到0.96g/kg土.

关键词：纳米颗粒,nMgO,P,吸附回收,养殖废水

基金资助：

中央高校基本科研业务费项目（2014YB064）；美国农业部环保署项目（USDA-NRCS#69-3A75-10-156）