基于可變價(jià)NiFe-LDH/rGO 對(duì)磷酸根離子的特異性電控分離

朱江偉，馬鵬飛，杜曉，楊言言，郝曉剛，羅善霞

（1 太原理工大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，山西 太原 030024； 2 上饒師范學(xué)院化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，江西 上饒 334001；3 河北省區(qū)域地質(zhì)調(diào)查院，河北 廊坊 065000）

引 言

水環(huán)境危機(jī)已經(jīng)成為當(dāng)下的一個(gè)全球性難題，其中由于磷的過(guò)量排放而引發(fā)水體富營(yíng)養(yǎng)化已經(jīng)成為備受矚目的環(huán)境問(wèn)題之一[1-2]。水體的富營(yíng)養(yǎng)化不僅會(huì)導(dǎo)致水中藻類瘋長(zhǎng)，而且會(huì)使水體含氧量急劇下降，影響魚(yú)類、貝類等水生生物的生存[3]。然而，磷在人類社會(huì)的生活過(guò)程中也起到了無(wú)比重要的作用，因此，對(duì)水體中PO3-4的去除及回收利用尤為重要[4]。

傳統(tǒng)的除磷技術(shù)如化學(xué)沉淀法僅將磷酸鹽污染物質(zhì)由水相轉(zhuǎn)化至固相，且需要引入大量化學(xué)藥劑，因而帶來(lái)二次污染[5]；強(qiáng)化生物除磷工藝通常具有運(yùn)行穩(wěn)定性差、依賴性強(qiáng)等問(wèn)題，難以滿足日益嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)，往往需要對(duì)出水進(jìn)行二次除磷處理[6]。

磷酸鹽的選擇性吸附是一種直接有效的回收及深度除磷技術(shù)，但是，目前實(shí)現(xiàn)磷酸鹽的選擇性吸附過(guò)程極具挑戰(zhàn)性[7]。一方面由于磷酸鹽具有較高的水合能，且水體中存在大量競(jìng)爭(zhēng)性陰離子，致使常用的吸附劑對(duì)磷酸鹽的去除效果有限，進(jìn)而導(dǎo)致通過(guò)吸附劑再生獲得的磷酸鹽回收液純度較低，加大了后續(xù)處理工藝難度[8-9]。另一方面吸附法主要依靠濃差驅(qū)動(dòng)離子傳遞，受限于擴(kuò)散控制過(guò)程，吸脫附速率慢、耗時(shí)長(zhǎng)，且吸附劑再生過(guò)程中使用化學(xué)洗脫試劑容易引發(fā)二次污染[10]。因此，探究具有高選擇性磷酸鹽分離技術(shù)，并實(shí)現(xiàn)高純度磷酸鹽的資源化利用是當(dāng)前需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。

本課題組所研發(fā)的電控離子交換技術(shù)(ESIX)，通過(guò)將功能性材料以一定的方式沉積到導(dǎo)電基體上，制備得到膜電極材料，使用電化學(xué)的方法來(lái)控制膜電極材料上的氧化還原電位，從而實(shí)現(xiàn)目標(biāo)離子可逆的置入/置出溶液體系，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)離子的高效分離[11-12]。該技術(shù)相比于傳統(tǒng)除磷技術(shù)，再生過(guò)程不需要加入化學(xué)清洗劑，無(wú)二次污染，可適用于低濃度目標(biāo)離子的選擇性分離[13-14]。

當(dāng)前研究發(fā)現(xiàn)，與其他共存陰離子（如硫酸根、硝酸根和氯離子等）相比，磷酸鹽提供孤立電子對(duì)的能力較強(qiáng)，其吸附過(guò)程可通過(guò)與金屬基吸附劑形成內(nèi)球絡(luò)合（磷酸鹽和表面羥基之間的配體交換）來(lái)實(shí)現(xiàn)[15-16]。二維無(wú)機(jī)層狀雙金屬氫氧化物（layered double hydroxide，LDH），是由帶正電的金屬氫氧化物層與帶負(fù)電的插層陰離子結(jié)合而成的，被廣泛應(yīng)用于處理含陰離子污染的廢水[17-18]。NiFe-LDH 作為L(zhǎng)DH 中的一種，其雙金屬層正好為PO3-4的置入-置出提供了特異性的吸附位點(diǎn)。但LDH 的缺陷在于導(dǎo)電性能較差[19]。還原氧化石墨烯（rGO）作為碳材料的一種，具有優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué)、力學(xué)特性，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定[20-21]。相較于其他類型的碳材料，例如碳納米管等，rGO 的前體為氧化石墨烯（GO），其具有豐富的含氧官能團(tuán)，在水體中能夠脫去一部分的氫離子，對(duì)陽(yáng)離子體現(xiàn)出更好的靜電結(jié)合作用。因此，將GO 與LDH 材料的前體溶液進(jìn)行結(jié)合，通過(guò)一定的手段轉(zhuǎn)變成rGO 與LDH 雜化的膜電極材料，可以有效提升膜材料的電活性。同時(shí)，相較于單純濃度差的推動(dòng)作用，在電場(chǎng)的作用下，目標(biāo)離子是在電場(chǎng)遷移和濃度差的雙驅(qū)動(dòng)的作用下實(shí)現(xiàn)吸附分離，間接地縮短了電活性膜吸、脫附所需的時(shí)間。例如，楊言言等[22]通過(guò)在碳布上電沉積得到NiCo-LDO 膜材料，運(yùn)用ESIX 技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)PO3-4高達(dá)159.36 mg·g-1的吸附量。

鑒于此，本研究采用油浴與熱化學(xué)還原法相結(jié)合的方式制備得到NiFe-LDH/rGO 雜化材料，將其與PVDF、導(dǎo)電炭黑按8∶1∶1 的比例在NMP 中混合，制備得到NiFe-LDH/rGO 雜化材料，并通過(guò)XRD、SEM、FT-IR 和XPS 分析該雜化膜材料的微觀形貌及相關(guān)化學(xué)結(jié)構(gòu)。之后通過(guò)使用恒電位的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)溶液中PO3-4的分離，考察其在不同濃度及不同競(jìng)爭(zhēng)離子存在的情況下的選擇性吸附容量。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

十二水合磷酸鈉（Na3PO4·12H2O，≥98%），購(gòu)自天津豐川化學(xué)試劑有限公司；九水合硝酸鐵[Fe(NO3)3·9H2O，≥99%]、六水合硝酸鎳[Ni(NO3)2·6H2O，≥99%]、尿素（H2NCONH2，≥99%）、1-甲基-2-吡咯烷酮（NMP），購(gòu)自國(guó)藥控股化學(xué)試劑有限公司；氧化石墨烯（GO，≥98%），購(gòu)自上海阿拉丁生物科技有限公司。所有水溶液均采用去離子水(2～5 μS·cm-1)配制，所用化學(xué)試劑均為分析級(jí)。

1.2 電活性膜材料的制備

首先，將80 mg GO 粉末置于200 ml去離子水溶液中，超聲振蕩2 h 即可得到GO 納米片。然后加入18 mmol Ni(NO3)2·6H2O、6 mmol Fe(NO3)3·9H2O 和0.3 mol尿素，攪拌30 min，倒入GO分散液中。

其次，將上述混合溶液放入油浴裝置中，油浴狀態(tài)下溫度為95℃，加熱時(shí)間為24 h。反應(yīng)過(guò)程中尿素將受熱分解，為L(zhǎng)DH 的合成提供適宜的堿性環(huán)境。溶液中的鎳、鐵離子將與堿性溶液中的氫氧根離子發(fā)生反應(yīng)，生成一定金屬比例的層狀雙金屬氫氧化物。反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)所得到的沉淀離心洗滌至中性(pH=7)，然后放入真空冷凍干燥箱干燥12 h，得到NiFe-LDH/GO雜化材料。

然后，采用熱化學(xué)還原法制備NiFe-LDH/rGO雜化材料。NiFe-LDH/GO 雜化材料放置在水合肼溶液中，過(guò)程中要確保雜化材料與水合肼溶液沒(méi)有直接接觸。將得到的物質(zhì)在90℃加熱還原24 h 后取出，置于60℃真空干燥箱中干燥12 h，得到NiFe-LDH/rGO雜化材料。

最后，將NiFe-LDH/rGO 雜化材料、PVDF 和導(dǎo)電炭黑按質(zhì)量比8∶1∶1 的比例，溶于NMP 溶液中，攪拌（12 h），涂敷于導(dǎo)電鈦網(wǎng)上，即可得到NiFe-LDH/rGO 雜化膜，置入待測(cè)溶液體系中測(cè)試該雜化材料的各項(xiàng)性能。

1.3 吸附性能和電化學(xué)性能測(cè)試

基于三電極體系完成吸附性能和電化學(xué)性能的測(cè)試（工作電極:NiFe-LDH/rGO 雜化膜材料；對(duì)電極：2 mm 厚的石墨紙；參比電極：Ag/AgCl；電解液：不同濃度的磷酸鈉溶液）。使用循環(huán)伏安法（CV）測(cè)試NiFe-LDH/rGO 雜化膜材料的電化學(xué)活性及離子交換性能。通過(guò)恒電位法（CA）分別考察了不同濃度（100、200、300和500 mg·L-1）下NiFe-LDH/rGO 雜化膜材料對(duì)PO3-4的吸附容量，其中吸附電壓為0.8 V，在300 mg·L-1的磷酸鈉溶液中對(duì)不同pH 條件進(jìn)行測(cè)量。

式（1）為雜化膜材料對(duì)PO3-4的吸附容量計(jì)算公式。

1.4 分析方法

在真空狀態(tài)下，采用粉末X 射線衍射儀(XRD,MiniFlex600v,Japan)對(duì)材料的組成和晶體形貌進(jìn)行表征，X 射線輻射源為CuKα射線；采用掃描電子顯微鏡(SEM, Zeiss Sigma 300, Germany)觀察材料的微觀形貌，樣品在測(cè)試前進(jìn)行噴金處理；采用傅里葉變換紅外光譜(FT-IR,Bruker VERTEX 70,Germany)對(duì)材料的結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行表征；用液相色譜儀(IC,ECO IC，Switzerland)測(cè)定溶液中待測(cè)離子的含量；利用X射線光電子能譜(XPS,Thermo Scientific,America)分析材料的元素組成和含量；利用電化學(xué)工作站(CV,VMP3，American)分析材料的電活性和離子交換性能。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 微觀結(jié)構(gòu)及元素分析

2.1.1 SEM 分析 通過(guò)掃描電鏡對(duì)材料的微觀形貌進(jìn)行分析，見(jiàn)圖1（a）～(c)，通過(guò)油浴法所制備的NiFe-LDH 材料呈現(xiàn)出規(guī)則的二維納米片狀的結(jié)構(gòu)且分散均勻，橫向尺寸為50～1500 nm，相比CoAl-LDH[23]、MgAl-LDH[24]和ZnAl-LDH[25]等 其 他LDH 材料，尺寸范圍較小。如圖1(d)所示，NiFe-LDH/GO 雜化材料被成功制備，NiFe-LDH 納米片平鋪在氧化石墨烯的片層表面。而如圖1(e)、(f)所示，經(jīng)過(guò)水合肼蒸氣的進(jìn)一步還原之后，NiFe-LDH 納米片會(huì)以不同的角度生長(zhǎng)在還原氧化石墨烯的片層表面，且分散比較均勻，相比于NiFe-LDH/GO 雜化材料，NiFe-LDH 納米片以不同的角度生長(zhǎng)在還原氧化石墨烯表面，這對(duì)于以后PO3-4在置入、置出NiFe-LDH/rGO 雜化膜的過(guò)程中提供了更為有利的條件，而且經(jīng)過(guò)還原后的還原氧化石墨烯進(jìn)一步提高了雜化膜材料的導(dǎo)電性，降低了電化學(xué)氧化還原過(guò)程中傳遞電子的阻力。

圖1 (a)～(c)不同放大倍數(shù)下LDH的SEM圖;(d)LDH/GO雜化材料的SEM圖;(e)、(f)不同放大倍數(shù)下LDH/rGO雜化材料的SEM圖Fig.1 (a)—(c)SEM images of LDH at different magnification;(d)SEM image of LDH/GO hybrid matrials;(e),(f)SEM images of LDH/rGO hybrid matrials at different magnification

2.1.2 XRD 分析 通過(guò)X 射線衍射對(duì)材料進(jìn)行晶體學(xué)分析，以確定物質(zhì)的復(fù)合情況，如圖2 所示，制備的NiFe-LDH 在11.42°、23.63°、33.74°、60.12°處存在 尖 峰，分 別 對(duì) 應(yīng) 于Ni0.75Fe0.25（CO3）0.125(OH)2·0.38H2O(JCPDS #40-0215)的（003）、（006）、（012）、（110）面，結(jié)果表明NiFe-LDH 材料被成功制備。當(dāng)GO 與NiFe-LDH 兩種材料復(fù)合完成之后，NiFe-LDH 與NiFe-LDH/GO 雜化材料除峰高有所縮減外，峰形基本保持不變，表明GO 的加入并未影響NiFe-LDH 的晶型結(jié)構(gòu)[26]。當(dāng)將NiFe-LDH/GO 雜化材料通入水合肼蒸氣中進(jìn)行還原后，得到NiFe-LDH/rGO 雜化材料，同GO 一致，還原的過(guò)程中也并未影響材料的晶型結(jié)構(gòu)，說(shuō)明NiFe-LDH/rGO 雜化材料被成功制備。

圖2 NiFe-LDH、NiFe-LDH/GO和NiFe-LDH/rGO 的XRD譜圖Fig.2 XRD patterns of NiFe-LDH,NiFe-LDH/GO and NiFe-LDH/rGO hybrid matrials

2.1.3 電化學(xué)測(cè)試 通過(guò)循環(huán)伏安曲線來(lái)分析NiFe-LDH/rGO 雜化膜對(duì)PO3-4的速率控制步驟，圖3為在0.1 mol·L-1Na3PO4溶液中，NiFe-LDH/rGO 雜化膜在50 mV·s-1掃速下的循環(huán)伏安曲線以及陽(yáng)極和陰極峰值電流隨掃速的變化規(guī)律。就理論而言，不同掃速下的峰值電流與掃速的關(guān)系應(yīng)該滿足以下方程：

圖3 (a)0.1 mol·L-1 Na3PO4溶液中NiFe-LDH/rGO 雜化膜在50 mV·s-1掃速下的CV曲線;(b)0.1 mol·L-1 Na3PO4溶液中NiFe-LDH/rGO 雜化膜陽(yáng)極和陰極峰值電流隨掃速平方根的變化規(guī)律Fig.3 (a)CV curves of NiFe-LDH/rGO hybrid films in 0.1 mol·L-1 Na3PO4 solution at 50 mV·s-1;(b)The variation of anode and cathode peak current of the NiFe-LDH/rGO hybrid film with the square root of scanning speed in 0.1 mol·L-1 Na3PO4 solution

式中，i為在特定掃速下的峰值電流，mA;v為掃描速率，mV·s-1；a，b為相關(guān)參數(shù)。一般而言，當(dāng)參數(shù)b=1 時(shí)，代表的是電容擴(kuò)散控制的過(guò)程；當(dāng)b=0.5 時(shí)，代表的是半無(wú)限擴(kuò)散控制的過(guò)程，即存在較為明顯的氧化還原反應(yīng)[27]。

如圖3(a)所示，通過(guò)循環(huán)伏安曲線能夠觀察到較為對(duì)稱的氧化還原峰，這說(shuō)明NiFe-LDH/rGO 雜化膜對(duì)PO3-4的電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程是可逆的。具體而言，當(dāng)給所述的材料施加適宜的正電位時(shí)，LDH 中的鎳、鐵離子因?yàn)槭ル娮?，將由二價(jià)轉(zhuǎn)為三價(jià)，為維持LDH 層板間的電中性，磷酸根離子將置入LDH層間；反之，當(dāng)施加相應(yīng)的負(fù)電位時(shí)，鎳、鐵離子將由三價(jià)轉(zhuǎn)為二價(jià)，層間陰離子處于過(guò)飽和狀態(tài)，磷酸根離子將被擠出LDH 層間，實(shí)現(xiàn)對(duì)磷酸根離子的可逆置入與釋放，這也可以從XPS 譜圖中得到解釋。

如圖3(b)及表1 所示，分別探究了10，20，30，40，50 mV·s-1掃速與對(duì)應(yīng)峰值電流的關(guān)系，結(jié)果顯示陽(yáng)極和陰極峰值電流隨掃速平方根呈現(xiàn)出線性相關(guān)系數(shù)大于0.94 的線性相關(guān)度，進(jìn)一步說(shuō)明NiFe-LDH/rGO 雜化膜對(duì)PO3-4的電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程是可逆的，NiFe-LDH/rGO 雜化膜對(duì)PO3-4的電化學(xué)反應(yīng)基本上是一個(gè)半無(wú)限擴(kuò)散控制的過(guò)程[28]。

表1 0.1 mol·L-1 Na3PO4溶液中不同掃速對(duì)應(yīng)的陰、陽(yáng)極峰值電流Table 1 Cathodic and anodic peak currents corresponding to different scanning rates in 0.1 mol·L-1 Na3PO4 solution

2.1.4 XPS 分析 為了進(jìn)一步闡明NiFe-LDH/rGO雜化膜對(duì)PO3-4的電化學(xué)置入與置出機(jī)理，在0.1 mol·L-1Na3PO4溶液中，對(duì)初始狀態(tài)、氧化狀態(tài)和還原狀態(tài)下的NiFe-LDH/rGO 雜化膜材料進(jìn)行XPS表征，分析材料中Ni、Fe、O 和P 等元素的化學(xué)狀態(tài)。如圖4(a)所示，Ni、Fe、O 和P 等元素的存在證明了材料被成功制備。另外，如圖4(b)所示，在處于氧化狀態(tài)時(shí)，133.85 eV 處有明顯的P 峰出現(xiàn)，證明了該雜化膜材料有P的置入，而在還原狀態(tài)下，基本未發(fā)現(xiàn)P 峰的存在，說(shuō)明P 被成功置出膜內(nèi)，這說(shuō)明了NiFe-LDH/rGO 雜化膜對(duì)PO3-4的置入與置出過(guò)程是可逆的。

在圖4(c)中，處于氧化狀態(tài)時(shí)，即發(fā)生PO3-4的吸附后，F(xiàn)e 2p1/2和Fe 2p3/2的峰分布均有明顯下降的變化，F(xiàn)e 2p3/2的結(jié)合能由712.19 eV 升高到713.28 eV，該原子失去部分電荷，外層電子對(duì)內(nèi)層電子的屏蔽作用減弱，電子云密度下降，導(dǎo)致部分Fe2+變?yōu)镕e3+，為彌補(bǔ)層間電荷缺失，PO3-4將置入LDH 層間[29]。當(dāng)該雜化膜材料處于還原狀態(tài)，即對(duì)PO3-4發(fā)生脫附時(shí)，F(xiàn)e 2p 的峰面積和峰分布發(fā)生了明顯上升的變化，F(xiàn)e 2p3/2處的結(jié)合能由之前的713.28 eV降至712.64 eV，說(shuō)明有部分的Fe3+又變?yōu)镕e2+，從而提高了雜化膜的電負(fù)性，為平衡層間過(guò)剩的PO3-4，PO3-4將被置出膜材料。

圖4 0.1 mol·L-1 Na3PO4溶液中NiFe-LDH/rGO 雜化膜在初始(上)、氧化(中)與還原(下)狀態(tài)時(shí)的XPS譜圖Fig.4 XPS spectra of NiFe-LDH/rGO hybrid film in 0.1 mol·L-1 Na3PO4 solution at initial(top),oxidation(middle)and reduction(bottom)states

如圖4(d)所示，Ni與P的結(jié)合與Fe類似，氧化還原電位的變化引起Ni2+與Ni3+的相互轉(zhuǎn)化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)PO3-4的置入與置出。為對(duì)Ni/Fe 金屬（以M 代替）與P 的結(jié)合方式進(jìn)行進(jìn)一步驗(yàn)證，測(cè)試了O 在氧化前后的變化形式，從圖4(e)中可以看出，在處于氧化狀態(tài)時(shí)，M—O 的峰分布發(fā)生明顯的上升現(xiàn)象。而—OH 峰面積有一定程度的下降，這種現(xiàn)象的發(fā)生說(shuō)明了該導(dǎo)電雜化膜材料的表面羥基參與了對(duì)磷酸根離子的吸附，結(jié)果導(dǎo)致羥基被磷酸根離子取代，間接地說(shuō)明了鎳鐵雙金屬與磷酸根離子的結(jié)合方式是以M-O-P為形式的內(nèi)球絡(luò)合[30]。

2.2 NiFe-LDH/rGO 雜化膜對(duì)磷酸根的選擇性吸附性能

圖5 不同初始濃度下NiFe-LDH/rGO 雜化膜對(duì)PO3-4 的吸附容量Fig.5 The adsorption capacity of NiFe-LDH/rGO hybrid films for phosphate anionsat different initial concentrations

表2 不同濃度下NiFe-LDH/rGO 雜化膜對(duì)PO3-4 的動(dòng)力學(xué)模型參數(shù)和相關(guān)因子Table 2 Kinetic model parameters and related factors of phosphate anions induced by NiFe-LDH/rGO hybrid film at different concentrations

圖6 ESIX(rGO)、IX(NiFe-LDH/rGO)、ESIX(NiFe-LDH)和ESIX(NiFe-LDH/rGO)對(duì)磷酸鹽陰離子的吸附容量曲線Fig.6 Phosphate anions uptake capacity curves of ESIX(rGO),IX(NiFe-LDH/rGO),ESIX(NiFe-LDH)and ESIX(NiFe-LDH/rGO)

圖7 （a）NiFe-LDH/rGO雜化膜在初始濃度均為300 mg·L-1下對(duì)PO3-4 、SO2-4 、NO-3和Cl-的競(jìng)爭(zhēng)性吸附；(b)0.30 mol·L-1 NaNO3,0.30 mol·L-1 NaCl,0.15 mol·L-1 Na2SO4和0.10 mol·L-1 Na3PO4電解液中NiFe-LDH/rGO復(fù)合膜的CV曲線Fig.7 (a)Competitive adsorption of PO3-4 ,SO2-4 ,NO-3,and Clfor NiFe-LDH/rGO hybrid films at an initial concentration of 300 mg·L-1;(b)CV curves of NiFe-LDH/rGO hybrid film in 0.30 mol·L-1 NaNO3,0.30 mol·L-1 NaCl,0.15 mol·L-1 Na2SO4,and 0.10 mol·L-1 Na3PO4 electrolytic solutions

表3 NiFe-LDH/rGO 雜化膜在初始濃度均為300 mg·L-1下對(duì)PO3-4 、SO2-4 、NO-3和Cl-的分離系數(shù)和相對(duì)分離因子Table 3 Separation coefficients and relative separation factors of PO3-4 ，SO2-4 ，NO-3，and Cl-of the NiFe-LDH/rGO hybrid film at the initial concentration of 300 mg·L-1

圖8 NiFe-LDH/rGO 雜化膜在300 mg·L-1的磷酸鈉(吸附)和硝酸鈉(脫附)溶液中對(duì)PO3-4 的吸脫附容量(a)和再生效率(b)Fig.8 The adsorption and desorption capacity(a)and regeneration rate(b)of NiFe-LDH/rGO hybrid film for phosphate ions in300 mg·L-1 sodium phosphate and sodium nitrate solutions,respectively

2.2.3 NiFe-LDH/rGO 雜化膜在復(fù)雜水質(zhì)環(huán)境下對(duì)磷酸根的酸堿性測(cè)試 在廢水的處理過(guò)程中，pH 的變化是一個(gè)較為常見(jiàn)的現(xiàn)象，水中磷基團(tuán)的含量多半是由pH 的變化引起的。因此，對(duì)材料pH 的考察也必不可少。圖9 為材料在不同pH 情況下對(duì)磷酸根離子的吸附容量，如圖所示，在堿性條件下，NiFe-LDH/rGO 雜化膜對(duì)磷酸根離子顯示出較為穩(wěn)定的吸附容量，但當(dāng)酸性增強(qiáng)時(shí)，該材料對(duì)磷酸根離子的吸附容量呈下降趨勢(shì)，這是由于NiFe-LDH 的雙金屬層板含有大量的羥基官能團(tuán)，當(dāng)酸性增強(qiáng)時(shí)，氫離子的存在破壞層板上大量的羥基官能團(tuán)，導(dǎo)致NiFe-LDH/rGO 雜化膜發(fā)生一定程度的溶損現(xiàn)象，結(jié)果使得NiFe-LDH/rGO 雜化膜對(duì)磷酸根離子的吸附容量下降。但整體而言，該材料在中、堿性條件下體現(xiàn)出較為優(yōu)異的吸附容量，對(duì)廢水中磷酸根離子的分離具有較大的借鑒意義。

圖9 不同pH下NiFe-LDH/rGO 雜化膜對(duì)磷酸根離子的吸附容量Fig.9 Adsorption capacity of NiFe-LDH/rGO hybrid film for phosphate ion at different pH

3 結(jié) 論