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湖泊富营养化现象已成为人类日益严峻的环境问题，而过量的磷进入水体是导致湖泊富营养化的关键因素之一。因此，探寻高效安全的磷去除新材料和新原理成为环境领域研究的热点。镧改性吸附剂因其具有较稳定的固磷效果而成为当今研究最为广泛的除磷材料之一。然而，如何进一步提高镧改性除磷吸附剂的除磷效果以及镧利用率仍然是我们面临的挑战。本文按照镧铝摩尔比例分别为1∶30，1∶20和1∶10，通过氯化镧和氯化铝共沉淀的方法制备出三种镧铝固磷剂LAH-1/30，LAH-1/20和LAH-1/10，并采用同步辐射的表征手段研究了镧铝固磷剂的微观特性及其对水体中正磷酸盐、植酸盐和焦磷酸盐的去除效果和作用机理，另外还研究了其对太湖天然水体中磷的实际去除效果，从而为长效控制富营养化水体的磷提供理论和技术支持。主要研究结果如下: (1)制备了三种镧铝固磷剂LAH-1/30，LAH-1/20和LAH-1/10，并对其进行了多种表征。结果表明:镧铝固磷剂的主要成分为氢氧化铝和氢氧化镧的混合物，平均粒径为8～16μm。镧铝固磷剂LAH-1/30，LAH-1/20和LAH-1/10中镧元素含量依次为5.3％，7.8％和13.1％，比表面积依次为107.1，121.0和99.3 m2 g-1均高于商业化产品锁磷剂(38.2 m2 g-1)和氢氧化铝(51.2 m2g-1)。镧铝固磷剂的电荷零点约为pH9.7，而锁磷剂在pH4.0～10.0范围内，表面均带负电荷(-5.4 mV～-43.1 mV)。镧铝固磷剂中镧元素L3边扩展X-射线吸收精细结构(EXAFS)表明镧原子第一配位层La-O配位数依次为6.8±0.7，6.5±0.4和6.1±0.3，均低于标准物氢氧化镧中La-O饱和配位数9.0。并结合电子顺磁光谱(EPR)测定，表明镧铝固磷剂中镧化合物表面存在着氧空位结构。 (2)研究了镧铝固磷剂对水体中正磷酸盐的去除效果和作用机理。在pH为4.0和8.5时，镧铝固磷剂LAH-1/30（镧含量为5.3％）对正磷酸盐的吸附量为76.3和45.3 mg P g-1，分别是锁磷剂（镧含量为5.6％）正磷酸盐吸附量的8.5倍和5.3倍。磷K边X-射线吸收近边结构（XANES）结果表明，酸性条件pH4.0时，磷与镧铝固磷剂中铝化合物的结合能力强;在碱性条件pH8.5时，磷与镧铝固磷剂中镧化合物的结合能力强，证明了配位体交换机理的除磷作用。镧L3边EXAFS结果表明，磷酸根通过形成双齿双核内层络合物的结构结合在镧铝固磷剂中镧化合物的表面，并且固磷剂中镧化合物表面的氧空位结构对磷酸盐的也起到一定的吸附作用。镧铝固磷剂主要通过静电引力机理、配位体交换机理和氧空位的共同作用去除水体中的正磷酸盐。镧铝固磷剂中镧元素和铝元素的共同作用对以后新型固磷剂的研发提供了一定的指导意义。 (3)研究了镧铝固磷剂LAH-1/10对水体中不同种类磷如正磷酸盐、植酸盐和焦磷酸盐的去除效果和作用机理。在pH8.5时，镧铝固磷剂LAH-1/10对正磷酸盐的最大吸附量为70.4 mg P g-1，分别是对植酸盐和焦磷酸盐最大吸附量的1.9倍和3.2倍。吸附动力学研究表明LAH-1/10对植酸盐的吸附速率最快。并且，LAH-1/10对三种形态磷的解吸率均较小。此外，LAH-1/10吸附三种形态磷后样品的Zeta电位、31P固态核磁(SSNMR)分析和磷K边XANES结果共同表明了正磷酸盐、植酸盐和焦磷酸盐均通过吸附作用结合在镧铝固磷剂LAH-1/10的表面。最小二乘法线性拟合结果(LCF)表明在碱性条件pH8.5时，三种磷化合物均优先结合于镧铝固磷剂中镧化合物表面。 (4)研究了镧铝固磷剂LAH-1/30和商业化产品锁磷剂对实际太湖水样中磷的去除效果。结果表明:在低投加量时，即La/P摩尔比值为0.5∶1时，LAH-1/30对水体中TDP的去除率为20.0％，是锁磷剂对TDP的去除率6.1倍;而当投加量增加至La/P摩尔比值为3∶1时，LAH-1/30和锁磷剂对TDP的去除率差异较小，分别为33.3％和30.0％。此外，镧铝固磷剂LAH-1/30对水体中的SRP有较好的去除效果，当La/P摩尔比为0.5∶1时，其对SRP的去除率为81.0％;当La/P摩尔比增加至3.0时，对SRP去除率能达到91.9％。LAH-1/30投加后对水体中TDN，NH4+-N和NO3--N的含量影响均较小。并且，LAH-1/30中铝离子的浸出量远低于锁磷剂中铝离子的浸出量，但镧离子的浸出量略高于锁磷剂。LAH-1/30在去除磷的同时对水体中DOC也有一定的去除作用，当投加量La/P摩尔比值为3∶1时，其对水体中DOC的去除率为55.7％。