烷醇胺改性镧基黏土

低磷选择性吸附

通过内亥姆霍兹平面质子化梯度促进磷酸盐传质，低磷条件下仍能高效选择性捕获，优于多数同类黏土吸附剂。

王锦辉 · 迟莉娜 · Shen, Jian · 张礼知 · Li, Meiqi · Wang, Xinze

Water Research 2025

参数信息

磷酸盐吸附容量

58.8 mg P g⁻¹

柱运行穿透体积

8000 BV

处理成本

65.76 $ kg⁻¹ P

磷酸盐传质速率

0.82 min⁻¹

静电势

27.80 mV

磷酸根扩散系数

4.37 × 10⁻⁷ cm²·s⁻¹

磷酸根累积距离

2.85 nm

内球络合比例

62.5 %

技术优势

低磷也能高效捕获

质子化胺基通过氢键与邻近水分子作用，在IHP产生局部质子梯度（ΔpH=0.47），增强静电吸引并提高磷酸根扩散系数，从而在低磷浓度下实现高效吸附。

抗阴离子干扰

材料对竞争阴离子表现出高选择性，并通过增强的内球络合（62.5%）固定磷酸盐，减少LaPO₄沉淀（37.5%），从而在复杂水体中精准除磷。

柱运行寿命长

长期柱流运行中，材料在8000 BV才达到穿透点，且技术经济分析证实其成本效益高（$65.76 kg⁻¹ P），适合实际水处理工程。

应用场景

• 污水除磷：低磷浓度下仍能高效捕获，适用于深度除磷工艺。
• 农业径流治理：对共存阴离子高选择性，可处理含多种离子的农田排水。
• 水体富营养化控制：从水体源头吸附磷酸盐，减少富营养化风险。
• 黏土基吸附材料：可扩展的氨基功能化方法提升黏土基吸附剂性能。