天然沸石是呈骨架狀結構的多孔性鋁硅酸鹽晶體，具備較高的陽離子交換能力。近年來利用沸石的陽離子交換能力去除水中的氨氮已經引起了許多研究人員的關注。沸石的鋁硅酸鹽骨架表面帶負電荷，故沸石對水中磷酸根陰離子的吸附能力很差。為提高沸石對水中磷酸鹽的吸附能力，對沸石的表面進行適當的處理是必要的。

磷是一種可以引起地表水體富營養化的關鍵營養元素。人類所產生的含磷廢水如果不加處理直接排入地表水體，則會引起地表水體中磷濃度增加，從而增加水體發生富營養化的風險。因此，有效去除含磷廢水中的磷酸鹽，對于地表水體富營養化防治而言是非常重要的。廢水中磷酸鹽的主要去除方法包括生物法、化學沉淀法和吸附法等。其中，吸附法被認為是一種可以有效去除廢水中磷酸鹽的方法，特別是對廢水中低濃度磷酸鹽的去除更是表現出明顯的優勢。

一、試驗方法

氯化鑭(LaCl3·6H2O)購自某有限公司，為分析純。磷酸二氫鉀(KH2PO4)、抗壞血酸、鉬酸銨、硫酸、碳酸氫鈉、氯化鈉、硫酸鈉、鹽酸、氫氧化鈉、酒石酸銻鉀等藥劑均購自國藥集團化學試劑有限公司，均為分析純試劑。天然沸石產自河北省圍場縣。X射線衍射分析結果表明，該天然沸石的主要礦物成分為斜發沸石、絲光沸石和二氧化硅。實驗用水均為去離子水。

本研究所用天然沸石主要由Si、O、Al、K、Ca和Na等化學元素所組成。表1為不同沉淀pH值條件下制備的鑭-沸石復合材料的化學元素含量(質量分數)。從中可見，鑭-沸石復合材料不僅包含天然沸石的化學元素組成，而且還包含鑭元素。這說明采用本研究所用的方法已經成功制備得到了鑭-沸石復合材料。

由圖1可見，鑭-沸石復合材料具備較強的緩沖能力;當溶液pH值較低(pH＜pHPZC)時，鑭-沸石復合材料會消耗溶液中H+，導致溶液pH值增加;當溶液pH值較高(pH＞pHPZC)時，鑭-沸石復合材料會消耗溶液中OH－，導致溶液pH值降低。這說明天然沸石適合作為氫氧化鑭的載體材料用來制備高效、經濟的除磷吸附劑。

另外，鑭-沸石復合材料對水中磷酸鹽的單位吸附量隨吸附劑投加量的增加而降低。這主要是因為當溶液體積和濃度保持不變時，隨著吸附劑投加量的增多，吸附劑表面上處于不飽和的位點也會增多，因此單位吸附量隨之下降。

當制備復合材料時沉淀pH值為5～7或13時，復合材料對水中磷酸鹽的吸附能力較差;當沉淀pH值控制為9～12，復合材料對水中磷酸鹽的吸附能力較好，且當沉淀pH值由9增加到11時，復合材料的吸磷能力明顯增加，繼續增加pH值由11到12時，復合材料的吸磷能力基本不變。