电活性镍钴双金属氧化物高选择性去除/回收水中磷酸盐离子

杨言言^1,2，李永国³，祝小雯¹，杜晓²，马旭莉²，郝晓刚²

1. 上饶师范学院化学与环境科学学院2. 太原理工大学化学化工学院3. 中国辐射防护研究院

摘 要：磷是植物体生长的重要营养素,也是引发水体富营养化的重要因素,因此废水中磷酸盐的去除与回收均至关重要。本研究采用单极脉冲电沉积法在炭布上制备镍钴双氢氧化物,并于管式炉中原位焙烧制得镍钴双金属氧化物（NiCo-Layered Double Oxide,NiCo-LDO）,将其用于电控离子交换（Electrochemically Switched Ion Exchange,ESIX）过程实现PO₄^3-的去除与回收。实验对比了ESIX与离子交换（Ion Exchange,IX）过程中NiCo-LDO对PO₄^3-的去除性能,并考察了其选择性及循环稳定性。结果表明,在（10.00±0.05） mg/L的PO₄^3-溶液中,ESIX过程中膜对PO₄^3-的离子交换量约为IX的2倍;NiCo-LDO对PO₄^3-具有高选择性,且经过5次循环后,离子交换量仍可达到初始值的92%以上;结合XPS分析,发现NiCo-LDO对PO₄^3-的ESIX过程包括一个不可逆的"记忆效应"结构恢复过程及两个可逆的层板金属离子氧化/还原和PO₄^3-与O-H基团的配体交换过程。

关键词：镍钴双金属氧化物;磷酸盐;电控离子交换;配体交换;