双金属铜镧硫氧化物（CuLaSO）吸附去除水中的磷的研究开题报告

全文总字数：3712字

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

随着工农业的日益发展和人们生活水平的不断提高，工业废水和生活污水乱排乱放，导致水体中的磷污染也越来越严重且不能得到及时治理。磷主要通过点源和不定源排入水体，点源是从工厂或是城市污水口排入，可以通过现有的废水除磷工艺来控制，而不定源主要通过农田肥料的流失、渗入和农业生产过程中产生的腐烂物、植物残体等导致磷进入水体。水体中的磷含量通常总含磷量不超过100 mg/l-1(以p043-计)，当超出该范围时，就会造成磷污染，对水体环境及水中生物造成严重的危害。因此，过量的磷是引起水体富营养化的重要原因之一。过量的磷被排放到地表水之后，使水中植物(藻类)大量繁殖，大大降低水中的含氧量，降低水质，会破坏水体中生物体的平衡，足以导致大量的鱼类死亡，从而减少水体的生物多样性。水体的富营养化发生在海水水域，称为“赤潮”;发生在淡水水域，则称为“水华”(又叫“水花”)^[1]。

近年来水体富营养化越来越严重，水体磷污染这一问题也得到了越来越多学者的关注，目前存在的除磷方法有化学沉淀法、生物法和吸附法等。在废水除磷技术研究中，对比于其他方法吸附法因其经济、高效且操作简便等特。吸附法除磷的效果主要取决于吸附剂的选择，选择除磷吸附剂需要满足以下条件^[2]:(1)高吸附量、选择性和吸附率;(2)颗粒状;(3)化学性质和物理性质稳定性强;(4)不含有害污染物;(5)吸附剂吸附磷酸根后易再生;(6)原料易得且成本低。常用的吸附剂有粘土矿物(如沸石、膨润土、凹凸棒土、蒙脱土等)、工业废渣(粉煤灰、钢渣等)、活性炭、金属氧化物、金属氢氧化物等^[3]。

随着研究的进展，利用金属氧化物进行吸附除磷的报道越来越多，许多学者用活性氧化铝和mg, fe, zr, mn等金属氧化物作为吸附剂进行除磷研究。mustafa^[4]等人利用二氧化锰作为吸附剂，进行吸附除磷实验。通过深入研究ph值和磷初始浓度对吸附效果的影响可知，二氧化锰是依靠固体表面的正电荷与磷酸根形成外层表面配位化合物从而达到去除磷酸根离子的目的。随着金属复合氧化物在吸附除磷方面研究的不断进展，zhang^[5]经过氧化进行合成fe-mn双氧化物，用于共沉淀除磷实验。实验结果表明，吸附数据符合freundlich吸附等温线，动力学数据可以用准二级动力学模型很好地描述出来，说明吸附过程为化学吸附。通过深入研究得出fe-mn双氧化物吸附磷酸根机理为:吸附剂的表面羟基被磷酸根取代，在固-液界面形成内层表面配合物，达到较高的吸附效率。

2. 研究的基本内容和问题

研究的目标

（1）研究双金属铜镧硫氧化物（culaso）吸附去除水体磷的影响因素，探究最佳反应条件。

（2）推测可能的反应机理。

3. 研究的方法与方案

研究方法

（1）在恒温水浴摇床里进行批式试验，研究单独铜镧用量比1:1、1:2、2:1这三种不同体系中对溶液磷酸根的浓度变化，分析不同体系的吸附效果。

（2）在（1）的基础上，进一步研究体系的初始ph、磷酸根初始浓度、hco₃^-等竞争离子

4. 研究创新点

特色或创新之处

以大比表面积的磁性材料作为镧载体的镧基吸附剂，较大的比表面实现了镧的均匀负载，解决了纳米级水合氧化铜易聚集的问题，有效提升了吸附剂的磷吸附

5. 研究计划与进展

（1）2018.9~ 2018.11 查文献找资料，写出实验的具体方案；

（2）2018.11 ~ 2019.4克服实验中遇到的困难，完成实验；

（3）2019.5分析实验数据，得出结果并撰写毕业论文。