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改性蛭石和木本泥炭对水体氨氮的吸附特性比较

文献类型： 中文期刊

作者： 杨晓婷;段晓阳;张靖宇;王悦;石生伟

作者机构：

关键词： 氨氮吸附;天然蛭石;酸改性蛭石;木本泥炭

期刊名称：南方农业学报

ISSN： 2095-1191

年卷期： 2025 年 1 期

页码：

收录情况： 北大核心（2023版） ; ; CSCD（2025-2026年度） ; ; 科技核心（2024版） ; ; 农林核心（2024版）

摘要： [目的]研究改性蛭石和木本泥炭对水体氨氮的吸附性能及机理,筛选适宜的水体氨氮吸附材料,为快速高效解决氨氮废水污染问题提供科学参考.[方法]以天然蛭石、5和7 mol/L硫酸改性蛭石及木本泥炭为研究对象,通过吸附试验、电镜扫描和傅里叶变换红外光谱分析不同材料对水体铵态氮(NH4+-N)的吸附特性及机理.[结果]不同蛭石材料对水体NH4+-N的吸附过程具有快速吸附、缓慢平衡的特点.天然蛭石在酸改性过程中被破坏部分微孔结构,增大了比表面积和平均孔径,但7 mol/L硫酸改性蛭石的比表面积和总孔隙体积低于5 mol/L硫酸改性蛭石.相比天然蛭石,5和7 mol/L硫酸改性蛭石的准一级动力学模型吸附速率常数(k1)分别提高2.09和1.45倍,平衡吸附量(qe)分别提高3.39和1.86倍,液膜扩散速率常数(ka)分别提高1.27和1.00倍.木本泥炭吸附水体NH4+-N的平衡时间较长,k1低于2种酸改性蛭石,但qe仅次于5 mol/L硫酸改性蛭石.4种材料对水体NH4+-N的吸附过程以单分子吸附为主,其等温吸附过程采用Langmuir模型的拟合效率优于Freundlich模型.蛭石系列材料主要依赖于固体材料表面性质和孔隙结构决定的物理吸附过程,其中k1和最大吸附量(qm)与材料比表面积呈显著正相关(P<0.05),木本泥炭则依赖于活性官能团与NH4+-N之间的化学反应.[结论]基于多个吸附指标和材料来源可获得性的比较,建议5 mol/L硫酸改性蛭石和木本泥炭作为废水氨氮污染治理的优选吸附材料.

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