来源：X-MOL
高灰煤泥（HACS）是煤炭洗选和加工过程中不可避免的副产品，在常规处置过程中带来了重大环境挑战。本研究以 HACS 为主要原料，氢氧化镧作为修饰剂合成多孔陶瓷石，以高效从水溶液中去除磷。通过响应表面方法优化了制备条件，确定了最佳参数为 HACS：膨润土：CaCO3 比为 7：2：1,500°C 预热 20 分钟，烧结 1100°C20 分钟。吸附实验表明，在 10 mg P/L 磷酸盐溶液中，改良后的陶瓷石实现了最大磷去除率 98.45%，吸附过程遵循伪二阶动力学模型和朗缪尔等温线，表明具有化学吸附和单层覆盖率。即使在竞争离子存在的情况下，陶瓷石仍保持高磷去除效率，经过五次吸附-脱附循环后，去除率保持在 80%以上。表征揭示了其多孔结构，并通过在陶瓷石表面形成 La–O–P 配位结构，确认了磷酸盐结合。密度泛函理论计算和分子动力学模拟的机制见解阐明了原子尺度的相互作用：（1）H2PO4−通过 O 原子与 La3+位点强烈配标，形成稳定的内球层 La–O–P 复合物。（2） H2PO4−在界面动力学（扩散系数更高）和吸附亲和力方面优于 HPO42−，这一点通过质量密度分布和径向分布函数分析得到了证明。高灰煤泥（HACS）是煤炭洗选和加工过程中不可避免的副产品，在常规处置过程中带来了重大环境挑战。本研究以 HACS 为主要原料，氢氧化镧作为修饰剂合成多孔陶瓷石，以高效从水溶液中去除磷。通过响应表面方法优化了制备条件，确定了最佳参数为 HACS：膨润土：CaCO3 比为 7：2：1,500°C 预热 20 分钟，烧结 1100°C20 分钟。吸附实验表明，在 10 mg P/L 磷酸盐溶液中，改良后的陶瓷石实现了最大磷去除率 98.45%，吸附过程遵循伪二阶动力学模型和朗缪尔等温线，表明具有化学吸附和单层覆盖率。即使在竞争离子存在的情况下，陶瓷石仍保持高磷去除效率，经过五次吸附-脱附循环后，去除率保持在 80%以上。表征揭示了其多孔结构，并通过在陶瓷石表面形成 La–O–P 配位结构，确认了磷酸盐结合。密度泛函理论计算和分子动力学模拟的机制见解阐明了原子尺度的相互作用：（1）H2PO4−通过 O 原子与 La3+位点强烈配标，形成稳定的内球层 La–O–P 复合物。（2） H2PO4−在界面动力学（扩散系数更高）和吸附亲和力方面优于 HPO42−，这一点通过质量密度分布和径向分布函数分析得到了证明。