[科普中国]-黏土物质

据相关研究，某些矿石类物质对水中的磷具有较好的吸附能力。矿石黏土类物质主要指铁矿石、沸石、水滑石、白云石、薄水铝石、勃姆石、改性煤矸石、陶瓷黏土。这些物质不仅廉价易得，而且吸附性能好。

研究背景我国工农业的快速发展，使得大量含磷废水进入水体，磷是水体富营养化的重要因素之一。同时，它也是生物体重要的生长元素和营养元素，是不可随意替代的。磷作为引起水体富营养化的关键因素，一般水体中总磷的浓度超过0.02 mg/L时，水体就会发生富营养化现象。水体的富营养化会使得水质恶化;会使水体藻类快速生长，水体缺氧，影响着水中鱼虾生存，甚至会导致鱼虾死亡，危害着渔业的发展; 会影响饮用水的安全; 会危害人类身体健康。

当前，废水中除磷的主要方法有生物法、化学法、吸附法;虽然用生物法或者化学法去处理废水中的磷取得了一定的成就，但是2种处理方法存在处理费用高和容易导致二次污染的问题。还有膜技术处理法，膜技术主要存在膜通量小，且易堵塞，使用期短等问题;而吸附法是借助吸附材料去除特定物质的一种具有效率高、能耗低等优点的方法。1

吸附剂吸附原理及种类吸附剂是能有效地从气体或液体中吸附其中某些成分的固体物质。吸附剂一般具有以下特点: 比表面积大、孔结构适宜、表面结构复杂及带特殊官能团等。金属类氧化物，主要通过表面络合、取代羟基或静电引力来吸附物质;黏土矿石类，通过配体交换或静电引力等来吸附物质; 活性炭类，具有较大的比表面积，主要是通过静电引力对污染物质进行吸附。1

影响因素吸附材料对磷的吸附大都受到反应温度、反应时间、反应pH值的影响。

对于铁锆元素化合物，还要受溶液中离子的影响。反应温度对吸附材料吸磷的影响在于反应温度的升高会使得分子运动加快，更快地通过吸附材料的空隙。所以说，在一定温度范围内，温度的升高会使得矿石黏土类物质吸磷效果达到最佳值。但过高温度会使得吸附材料吸附性能降低。反应时间对吸附材料的影响在于所有的反应都是需要时间去达到最佳状态。

不管是离子间静电力作用、配体交换作用还是活性炭的吸附作用。2种作用与活性炭吸附都需要时间去达到最好效果。

pH值对于矿石黏土类物质和金属元素化合物吸附磷都是很重要的影响因素。pH值变化直接影响到溶液中的阴阳离子种类及其浓度。在一定pH值内，对大部分吸附材料来说其对磷的吸附量都有一定提高，随着溶液pH值的变化，溶液中离子的变化，吸附量逐渐变小。但对于天然沸石其吸附量受pH值影响不大。

其他因素对吸磷的影响也是在于通过影响吸附材料的孔径和吸附材料与溶液中的离子反应来达到影响吸附材料吸磷效果的。虽对于磷的吸附材料很多，本文所述有矿石黏土，金属氧化物，但不同材料对磷的吸附量差异性很大，特别是有些天然的吸附材料，而有的改性材料吸附性能就很好。所以今后对磷吸附材料研究重点将在改性材料和复合材料。1

本词条内容贡献者为:

王宁 - 副教授 - 西南大学