本發(fā)明涉及一種Zr-La復(fù)合金屬氧化物、制備及其控制水體富營養(yǎng)化去除磷酸鹽的應(yīng)用,并考察其抑制大腸桿菌生長的應(yīng)用。
背景技術(shù):
磷是地球上儲(chǔ)存量有限的一種資源,它是核酸和蛋白質(zhì)等的重要組成成分,在細(xì)胞膜中以磷脂的形式存在,因此是所有生物有機(jī)體的必需營養(yǎng)元素。它幾乎參與了人體生命活動(dòng)所有的生理反應(yīng),對(duì)維持人體正常的生命活動(dòng)及生理機(jī)能有非常重要的意義。由于工業(yè)和農(nóng)業(yè)對(duì)磷的大量需求,導(dǎo)致湖水、河水中存在高濃度的磷,而水體中過量的磷會(huì)引起水體富營養(yǎng)化。這種現(xiàn)象的發(fā)生會(huì)刺激藻類因獲得營養(yǎng)物質(zhì)而瘋狂生長,使水中的含氧量減少導(dǎo)致水中微生物死亡從而破壞生態(tài)系統(tǒng)的平衡,以及降低飲用水的質(zhì)量。此外水體富營養(yǎng)化過程中產(chǎn)生的微囊藻毒素通過食物鏈進(jìn)入人體后會(huì)誘發(fā)人體原發(fā)性肝細(xì)胞癌。因此對(duì)水體中的磷酸鹽進(jìn)行去除與回收對(duì)于治理水污染及社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展有著深遠(yuǎn)的意義。
目前,人們已研發(fā)了大量的方法用于水體中磷酸鹽的去除,用于去除水體中磷酸鹽的方法有化學(xué)沉淀法、生物處理法、吸附法等。由于化學(xué)沉淀法會(huì)產(chǎn)生大量的沉淀需要進(jìn)行后續(xù)處理,使得吸附過程的成本增高,且會(huì)產(chǎn)生二次污染等,一般用的較少。生物處理法雖然在工業(yè)上仍有應(yīng)用,其所耗費(fèi)的成本低,但其吸附效果不是太好。而吸附法因其簡單易行、成本低,而且去除量大、吸附快等優(yōu)勢被廣泛應(yīng)用于水體中磷酸鹽的去除。迄今為止,已有各種各樣的吸附劑用于水體中磷酸鹽的吸附去除研究,如氫氧化鎂或氧化鎂修飾的硅藻土、紅泥、水鐵礦、生物炭、各種金屬的氧化物和氫氧化物等。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種Zr-La復(fù)合金屬氧化物、制備及其控制水體富營養(yǎng)化去除磷酸鹽的應(yīng)用。本發(fā)明提供的Zr-La復(fù)合金屬氧化物磷酸鹽的去除效率高,去除時(shí)間短,循環(huán)穩(wěn)定性好。
為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
Zr-La復(fù)合金屬氧化物,為ZrO2和La2O3組成的Zr-La復(fù)合金屬氧化物微球,微球表面有許多納米粒子堆積,并含有羥基基團(tuán),具有疏松多孔結(jié)構(gòu)。
按上述方案,所述的Zr-La復(fù)合金屬氧化物采用微通道輔助注射法:將含有殼聚糖和鋯前驅(qū)體和鑭前驅(qū)體的均勻透明溶液用注射器注射到氫氧化鈉溶液中得到殼聚糖/Zr-La氫氧化物微球然后煅燒制得,其中:鋯前驅(qū)體以鋯含量計(jì),鑭前驅(qū)體以鑭含量計(jì),鋯前驅(qū)體和鑭前驅(qū)體中鋯的摩爾百分比為10-60mol%。
按上述方案,所述Zr在Zr-La復(fù)合金屬氧化物中的摩爾分?jǐn)?shù)優(yōu)選為10%-40%。
上述Zr-La復(fù)合金屬氧化物的制備方法,具體步驟為:
(1)將殼聚糖粉末在劇烈攪拌的條件下加入到氧氯化鋯和硝酸鑭的混合水溶液中,然后向混合溶液中加入冰醋酸,使殼聚糖充分溶解,然后將上述溶液密封后攪拌至得到均勻透明的溶液;
(2)用注射器將上述均勻透明的前驅(qū)體溶液逐滴滴入到氫氧化鈉溶液中,得到白色的小球;
(3)密封放置陳化一段時(shí)間,棄去上層的NaOH溶液,用蒸餾水反復(fù)洗滌所得到的白色小球至表面不再有NaOH,然后干燥;
(4)最后將干燥后的固體在600℃的馬弗爐中煅燒,所得到的產(chǎn)品即為Zr-La復(fù)合金屬氧化物;
按上述方案,所述氧氯化鋯以鋯含量計(jì),硝酸鑭以鑭含量計(jì),氧氯化鋯和硝酸鑭總量中氧氯化鋯的摩爾百分比為10-60mol%。
按上述方案,所述步驟(1)中氧氯化鋯和硝酸鑭的總量和殼聚糖的用量的質(zhì)量比為1:10;冰醋酸的濃度為3wt%。
按上述方案,所述步驟(3)中氫氧化鈉溶液的濃度為3mol/L,陳化時(shí)間為10h。
按上述方案,所述步驟(3)的干燥為在60℃的干燥箱中干燥24小時(shí);
按上述方案,步驟(4)的升溫速率為10℃/min;步驟(4)的煅燒時(shí)間為6h。
利用上述制得的Zr-La復(fù)合金屬氧化物去除磷酸鹽的方法,具體步驟為:將Zr-La復(fù)合金屬氧化物加入到待處理的磷酸鹽體系中,密封,振蕩,除去磷酸鹽。
按上述方案,所述待處理的磷酸鹽體系為酸性或中性體系。
按上述方案,所述Zr-La復(fù)合金屬氧化物的用量為0.5-2.0g/L。
按上述方案,使用后,將吸附有磷酸鹽的Zr-La復(fù)合金屬氧化物加入0.5mol/L的氫氧化鈉溶液,振蕩,用氫氧化鈉進(jìn)行解吸,解吸完后將Zr-La復(fù)合金屬氧化物與解吸液分離,用蒸餾水反復(fù)洗滌至沒有氫氧化鈉后干燥,即可重復(fù)使用。
按上述方案,上述經(jīng)Zr-La復(fù)合金屬氧化物吸附處理后的磷酸鹽溶液在抑制大腸桿菌的生長中的應(yīng)用,具體為:將Zr-La復(fù)合金屬氧化物用于磷酸鹽溶液的吸附去除,經(jīng)Zr-La復(fù)合金屬氧化物處理后的磷酸鹽溶液可抑制大腸桿菌的生長。
二氧化鋯微球或三氧化二鑭用于磷酸鹽的去除,吸附效果并不是很理想,本發(fā)明提供的Zr-La復(fù)合金屬氧化物表面因原子中含有空軌道因而可以提供配位位點(diǎn)與磷酸鹽中的電子結(jié)合,且其表面的-OH可以與水體中的磷酸鹽發(fā)生交換,由此基于Zr和La的協(xié)同作用,實(shí)現(xiàn)對(duì)水體中磷酸鹽的去除。
本發(fā)明的效果和優(yōu)點(diǎn):
1.本發(fā)明方法在2小時(shí)就能達(dá)到吸附平衡,對(duì)磷酸鹽的去除率達(dá)97%以上,最大吸附量達(dá)98.8mg P/g,循環(huán)穩(wěn)定性好,在5次吸附-解吸循環(huán)后對(duì)磷酸鹽的去除率仍有92%左右。在抗菌實(shí)驗(yàn)中,被吸附劑預(yù)處理后的磷酸鹽與大腸桿菌混合后,大腸桿菌的生長明顯受到抑制。
2.吸附劑的合成過程條件溫和且簡單易操作,吸附過程也易于操作、經(jīng)濟(jì)、去除效率高,本發(fā)明利用微通道輔助注射結(jié)合高溫煅燒的方法合成的Zr-La復(fù)合金屬氧化物,表面疏松,具有多孔結(jié)構(gòu),非常有利于磷酸鹽的吸附。合成條件溫和,合成方法簡單易行,合成的Zr-La復(fù)合金屬氧化物對(duì)磷酸鹽的去除量大、吸附快且可循環(huán)利用,在治理磷酸鹽含量過高造成的環(huán)境問題中具有較大的應(yīng)用潛力,同時(shí)具有明顯的抑制大腸桿菌生長的功效。在磷酸鹽的去除與回收中有很好的應(yīng)用潛力。
以下通過附圖和實(shí)例進(jìn)一步對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明。
附圖說明
圖1是不同Zr含量的Zr-La復(fù)合金屬氧化物去除磷酸鹽的效果圖。
圖2是Zr摩爾分?jǐn)?shù)為20%的Zr-La復(fù)合金屬氧化物微球(記作Zr-20%)的掃描電鏡圖。
圖3是Zr-20%的N2吸附-解吸等溫線,內(nèi)插圖為其孔徑分布圖。
圖4是用本發(fā)明中的制備方法制得的ZrO2、La2O3和Zr-20%的XRD表征。(a)為La2O3的XRD圖,圖(b)是ZrO2的XRD圖,圖(c)Zr-La二元氧化物的XRD圖。
圖5是吸附磷酸鹽前后的Zr-20%的紅外圖。(b)圖為(a)圖虛線框的放大圖。
圖6是溶液的初始pH對(duì)磷酸鹽吸附的影響。
圖7是接觸時(shí)間對(duì)磷酸鹽吸附的影響圖。
圖8是Langmuir(a)和Freundlich(b)兩種吸附模式對(duì)磷酸鹽在Zr-20%復(fù)合物微球上吸附的擬合曲線。
圖8中通過對(duì)比線性相關(guān)系數(shù)可以發(fā)現(xiàn)Langmuir吸附模式能更好地描述磷酸鹽在Zr-20%復(fù)合物微球上的吸附行為,這說明吸附過程為單層吸附。通過擬合方程計(jì)算得到的最大吸附量為98.8mg P/g。
圖9是吸附-解吸循環(huán)次數(shù)對(duì)磷酸鹽吸附的影響。
圖9中在第一次吸附時(shí),磷酸鹽的去除率達(dá)97.15%,將吸附有磷酸鹽的Zr-20%微球用0.5mol/L的氫氧化鈉溶液進(jìn)行解吸,振蕩時(shí)間為6小時(shí)。解吸完后將吸附劑與解吸液分離,用蒸餾水反復(fù)洗滌至沒有氫氧化鈉后干燥。將干燥后的固體用于下一個(gè)吸附-解吸循環(huán),如此進(jìn)行5次。隨著吸附-解吸循環(huán)次數(shù)的增加,去除率逐漸減小,可能是由于NaOH溶液對(duì)磷酸鹽的解吸不完全造成的。然而在5次循環(huán)以后,磷酸鹽的去除率依舊有91.98%,說明所制得的吸附劑再生性能良好,可以多次利用。
圖10是大腸桿菌在A1(未加吸附劑處理)、A2(加入吸附劑預(yù)處理)兩種磷酸鹽溶液中的生長情況圖。圖10中A1,1-A1,2-A1分別為大腸桿菌在A1(未加吸附劑處理)磷酸鹽溶液中的初始情況,生長一天以及兩天后的大腸桿菌生長情況。A2,1-A2,2-A2分別為大腸桿菌在A2(加吸附劑處理)磷酸鹽溶液中的初始情況,生長一天以及兩天后的大腸桿菌生長情況。從圖中可以發(fā)現(xiàn)生長一天后,兩組溶液中生長的大腸桿菌數(shù)量均有減少,這可能是由于大腸桿菌的生長介質(zhì)發(fā)生改變造成的。在經(jīng)過兩天的培養(yǎng)后,A1組大腸桿菌的數(shù)量出現(xiàn)了增加,而A2組的大腸桿菌數(shù)量繼續(xù)減少,這是由于磷酸鹽的濃度過低使得大腸桿菌因營養(yǎng)物質(zhì)不足而生長受到抑制。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明利用微通道輔助注射結(jié)合煅燒的方法合成了Zr-La復(fù)合氧化物用于磷酸鹽的去除。
實(shí)施例1Zr含量20%的Zr-La復(fù)合金屬氧化物微球的制備
具體實(shí)驗(yàn)步驟依次如下:
1)、準(zhǔn)確稱取0.0471g ZrOCl2·8H2O和0.2529g LaNO3·6H2O,加入到裝有97mL蒸餾水的大燒杯中,再稱取3.0000g殼聚糖粉末在劇烈攪拌的條件下慢慢加入到上述溶液中,用移液槍向上述混合溶液中加入3mL冰醋酸,然后用封口膜將上述溶液密封,在室溫下用磁力攪拌器持續(xù)攪拌24小時(shí),得到均勻透明的溶液;
2)、將適量的預(yù)先配好的3mol/L的NaOH溶液倒入培養(yǎng)皿中,用2mL的注射器吸取步驟1)中的均勻透明的前驅(qū)體溶液,逐滴滴入到NaOH溶液中,得到白色的小球;
3)、將培養(yǎng)皿密封放置10小時(shí)后,棄去培養(yǎng)皿中的NaOH溶液,用蒸餾水反復(fù)洗滌所得到的白色小球至表面不再有NaOH,然后在60℃的干燥箱中干燥24小時(shí);
4)、最后將干燥后的固體在600℃的馬弗爐中煅燒6小時(shí),升溫速率為10℃/min,所得到的產(chǎn)品即為Zr含量為20%的Zr-La復(fù)合金屬氧化物;
圖2是Zr摩爾分?jǐn)?shù)為20%的Zr-La復(fù)合金屬氧化物微球(記作Zr-20%)的掃描電鏡圖,由圖中可看出:其為微球結(jié)構(gòu),微球的表面由許多納米粒子堆疊在一起組成的,其表面非常疏松,并可以發(fā)現(xiàn)存在很多小孔,這些特征有利于磷酸鹽的吸附。
圖3是Zr-20%的N2吸附-解吸等溫線,內(nèi)插圖為其孔徑分布圖。
圖3中等溫線可被分為第IV類型,而遲滯環(huán)則可被分為H3型,這說明了Zr-20%復(fù)合物微球中有介孔存在,計(jì)算其比表面積為116m2/g。內(nèi)插圖為Zr-20%復(fù)合物微球的孔徑分布圖,可以發(fā)現(xiàn)孔徑分布不均勻,孔徑范圍是1-23nm。因此復(fù)合物中的孔主要是以介孔的形式存在。
圖4是用本發(fā)明中的制備方法制得的ZrO2、La2O3和Zr-20%的XRD表征。
圖4中圖(a)衍射峰在2θ=26.4°、29.4°、39.8°、44.1°、52.2°處的峰為La2O3的特征峰,與標(biāo)準(zhǔn)圖譜JCPDS NO.83-1345基本一致。圖(b)表示的是ZrO2,其特征峰在2θ=30.4°、35.1°、50.6°和60.1°,分別對(duì)應(yīng)ZrO2的(111)、(200)、(220)和(311)晶面(JCPDS NO.49-1642)。在圖(c)中,La2O3和ZrO2的一些特征峰仍然保留著,說明我們所制得的是Zr-La二元氧化物。
圖5是吸附磷酸鹽前后的Zr-20%的紅外圖。
圖5中(b)圖為(a)圖虛線框的放大圖。中心位置大約在3433cm-1的強(qiáng)而寬的吸收帶歸屬于物理吸附在吸附劑表面的水分子中的-OH伸縮振動(dòng)峰;位于1636cm-1的弱峰屬于吸附的水分子中-OH的彎曲振動(dòng)吸收峰;峰位置在1384cm-1的峰為金屬氧化物表面的-OH彎曲振動(dòng)。當(dāng)吸附磷酸鹽后,1384cm-1處的峰峰強(qiáng)明顯變?nèi)?,可能?OH被磷酸鹽取代了。而且,在1013和1028cm-1處出現(xiàn)了兩個(gè)新的吸收峰,屬于PO43-中P-O的反對(duì)稱伸縮振動(dòng)峰,這證實(shí)了吸附劑表面的OH被磷酸鹽取代了。M–O和M–OH的伸縮和彎曲振動(dòng)峰位于900-400cm-1。
去除磷酸鹽的實(shí)驗(yàn):
(5)配50mg P/L(以P的濃度計(jì))的KH2PO4溶液,取50mL的該濃度的KH2PO4溶液于錐形瓶中,稱取步驟4)中得到的Zr-La復(fù)合金屬氧化物0.05g加入到錐形瓶中,密封,在150r/min的條件下振蕩;
(6)按一定的時(shí)間間隔從步驟(5)溶液中取樣,用0.45μm的尼龍針筒過濾器過濾,將濾液稀釋至25mL后用硝酸-高氯酸法消解,用抗壞血酸紫外可見分光光度法測量磷酸鹽的濃度;
大腸桿菌抑制實(shí)驗(yàn):
(7)參考步驟(5),用0.05gZr-La復(fù)合金屬氧化物吸附50mL的2mg P/L的KH2PO4溶液6小時(shí),經(jīng)滅菌后與大腸桿菌混合培養(yǎng),以未加吸附劑預(yù)處理的2mg P/L的KH2PO4溶液為空白對(duì)照組與等濃度的大腸桿菌混合培養(yǎng)。
實(shí)施例2-5不同Zr含量(10%,40%,60%,80%)的Zr-La復(fù)合金屬氧化物
參考上述方法制備不同Zr含量(10%,40%,60%,80%)的Zr-La復(fù)合金屬氧化物。將實(shí)施例1-5制備的不同Zr含量(10%,40%,60%,80%)的Zr-La復(fù)合金屬氧化物進(jìn)行磷酸鹽的去除,并考察其準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué),圖1中圖1(a)是不同含量的Zr-La復(fù)合金屬氧化物去除磷酸鹽的效果圖,圖1(b)是是準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程對(duì)上述六種吸附劑的吸附數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合得到的結(jié)果,準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)擬合的相關(guān)參數(shù)結(jié)果見表1。
表1準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)擬合的相關(guān)參數(shù)
由以上圖表中可看出:Zr-La比對(duì)其磷酸鹽吸附去除效果存在直接影響,一定比例的Zr-La復(fù)合金屬氧化物才能基于Zr-La的協(xié)同作用發(fā)揮出好的磷酸鹽吸附脫除效果。Zr含量10-60%特別是10%-40%的Zr-La復(fù)合金屬氧化物的磷酸鹽去除效果顯著優(yōu)于ZrO2或La2O3的效果。且其達(dá)到吸附平衡的時(shí)間也優(yōu)于單獨(dú)的ZrO2或La2O3,本發(fā)明的吸附劑對(duì)磷酸鹽的吸附均在4小時(shí)內(nèi)達(dá)平衡,其中Zr-20%(Zr在兩種金屬組分混合物中的摩爾分?jǐn)?shù)為20%的Zr-La,其余含量的材料依次類推)這種復(fù)合金屬氧化物對(duì)磷酸鹽的吸附量最大,并且在2小時(shí)就達(dá)到了平衡。且Zr-20%微球的速率常數(shù)最大,比單獨(dú)的ZrO2和La2O3高出一個(gè)數(shù)量級(jí)。
圖3是Zr-20%的N2吸附-解吸等溫線,內(nèi)插圖為其孔徑分布圖。
圖3中等溫線可被分為第IV類型,而遲滯環(huán)則可被分為H3型,這說明了Zr-20%復(fù)合物微球中有介孔存在,計(jì)算其比表面積為116m2/g。內(nèi)插圖為Zr-20%復(fù)合物微球的孔徑分布圖,可以發(fā)現(xiàn)孔徑分布不均勻,孔徑范圍是1-23nm。因此復(fù)合物中主要是以介孔的形式存在。
圖4是用本發(fā)明中的制備方法制得的ZrO2、La2O3和Zr-20%的XRD表征。
圖4中圖(a)衍射峰在2θ=26.4°、29.4°、39.8°、44.1°、52.2°處的峰為La2O3的特征峰,與標(biāo)準(zhǔn)圖譜JCPDS NO.83-1345基本一致。圖(b)表示的是ZrO2,其特征峰在2θ=30.4°、35.1°、50.6°和60.1°,分別對(duì)應(yīng)ZrO2的(111)、(200)、(220)和(311)晶面(JCPDS NO.49-1642)。在圖(c)中,La2O3和ZrO2的一些特征峰仍然保留著,說明我們所制得的是Zr-La二元氧化物。
圖5是吸附磷酸鹽前后的Zr-20%的紅外圖。
圖5中(b)圖為(a)圖虛線框的放大圖。中心位置大約在3433cm-1的強(qiáng)而寬的吸收帶歸屬于物理吸附在吸附劑表面的水分子中的-OH伸縮振動(dòng)峰;位于1636cm-1的弱峰屬于吸附的水分子中-OH的彎曲振動(dòng)吸收峰;峰位置在1384cm-1的峰為金屬氧化物表面的-OH彎曲振動(dòng)。
當(dāng)吸附磷酸鹽后,1384cm-1處的峰峰強(qiáng)明顯變?nèi)酰赡苁?OH被磷酸鹽取代了。而且,在1013和1028cm-1處出現(xiàn)了兩個(gè)新的吸收峰,屬于PO43-中P-O的反對(duì)稱伸縮振動(dòng)峰,這證實(shí)了吸附劑表面的-OH被磷酸鹽取代了。M–O和M–OH的伸縮和彎曲振動(dòng)峰位于900-400cm-1。
圖6是溶液的初始pH對(duì)磷酸鹽吸附的影響圖。
圖6中磷酸鹽在Zr-20%這種復(fù)合物上的吸附隨溶液初始pH的增加呈現(xiàn)一個(gè)先增加后減小的趨勢,在pH=5.5時(shí)達(dá)到最大。這種現(xiàn)象與吸附劑表面的電荷和吸附質(zhì)在溶液中的存在形式有關(guān)。測量了Zr-20%這種復(fù)合物在不同pH下的zeta電位,發(fā)現(xiàn)這種吸附劑的等電點(diǎn)在pH=5.35。而磷酸的解離方程如下:
其中,pK1=2.15,pK2=7.20,pK3=12.33。在pH為3.00-5.35之間時(shí),吸附劑表面帶正電,與H2PO4-靜電吸引;在pH大于5.35時(shí)吸附劑表面帶負(fù)電,與帶負(fù)電荷的磷酸鹽物種靜電排斥,使得磷酸鹽的吸附量下降。此外隨著pH的增加溶液中的OH-增多,會(huì)與磷酸鹽競爭吸附位點(diǎn)進(jìn)一步使得磷酸鹽的吸附量下降。
圖7表示的是接觸時(shí)間對(duì)磷酸鹽吸附的影響,
磷酸鹽在Zr-20%這種復(fù)合物上的吸附在前60分鐘吸附較快,之后逐漸變慢最終在120分鐘達(dá)到平衡。吸附速率減慢可能是由于隨著吸附過程的進(jìn)行,吸附劑表面的吸附位點(diǎn)逐漸減少造成的。
圖8是Langmuir(a)和Freundlich(b)兩種吸附模式對(duì)磷酸鹽在Zr-20%復(fù)合物微球上吸附的擬合曲線,
圖8中通過對(duì)比線性相關(guān)系數(shù)可以發(fā)現(xiàn)Langmuir吸附模式能更好地描述磷酸鹽在Zr-20%復(fù)合物微球上的吸附行為,這說明吸附過程為單層吸附。通過擬合方程計(jì)算得到的最大吸附量為98.8mg P/g。
圖9是吸附-解吸循環(huán)次數(shù)對(duì)磷酸鹽吸附的影響。
圖9中在第一次吸附時(shí),磷酸鹽的去除率達(dá)97.15%,將吸附有磷酸鹽的Zr-20%微球用0.5mol/L的氫氧化鈉溶液進(jìn)行解吸,振蕩時(shí)間為6小時(shí)。解吸完后將吸附劑與解吸液分離,用蒸餾水反復(fù)洗滌至沒有氫氧化鈉后干燥。將干燥后的固體用于下一個(gè)吸附-解吸循環(huán),如此進(jìn)行5次。隨著吸附-解吸循環(huán)次數(shù)的增加,去除率逐漸減小,可能是由于NaOH溶液對(duì)磷酸鹽的解吸不完全造成的。然而在5次循環(huán)以后,磷酸鹽的去除率依舊有91.98%,說明所制得的吸附劑再生性能良好,可以多次利用。
圖10是大腸桿菌在A1(未加吸附劑處理)、A2(加入吸附劑預(yù)處理)兩種磷酸鹽溶液中的生長情況圖。從圖中可以發(fā)現(xiàn)生長一天后,兩組溶液中生長的大腸桿菌數(shù)量均有減少,這可能是由于大腸桿菌的生長介質(zhì)發(fā)生改變造成的。在經(jīng)過兩天的培養(yǎng)后,A1組大腸桿菌的數(shù)量出現(xiàn)了增加,而A2組的大腸桿菌數(shù)量繼續(xù)減少,這說明本發(fā)明的吸附劑具有良好的磷酸鹽吸附去除效果,且由于磷酸鹽的濃度過低使得大腸桿菌因營養(yǎng)物質(zhì)不足而生長受到抑制。
綜上,本發(fā)明的Zr-La復(fù)合金屬氧化物作吸附劑,用于吸附去除磷酸鹽,最快在2小時(shí)就能達(dá)到吸附平衡,對(duì)磷酸鹽的去除率達(dá)97%以上。吸附為單層吸附,吸附劑具有良好的再生性能。吸附劑的合成路線條件溫和且操作簡單,吸附過程也易于操作、經(jīng)濟(jì)、去除效率高,在磷酸鹽的去除與回收中有很好的應(yīng)用潛力。