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改性镁剂脱硫废渣的除磷吸附性能与机理研究的中期报告
一、研究背景及意义
电力行业是我国工业生产中消耗煤炭最多的部门之一，废气中的SO2排放是造成大气污染的重要源头。未经处理的煤燃烧废气中的SO2除了对环境产生严重危害，也会对设备、管道、厂房等产生腐蚀和腐蚀性腐蚀，是严重影响电站生产的因素。因此，提高SO2高效脱除率，减少废气排放中的SO2含量，是电站运营和大气污染治理的重要目标。
传统的SO2脱硫技术是利用石灰石或氨水等碱性物质与SO2反应，形成硫酸盐盐，并生成二氧化硫、水等物质。但此类脱硫剂的使用存在诸多问题，如反应速度缓慢、脱硫效率低下、占用大量土地等。因此，在传统脱硫剂的基础上研究新型脱硫剂是一个方向。
利用镁盐（MgO,Mg(OH)2,MgCO3等）来脱除SO2已引起研究和关注。镁盐的脱硫机理是利用镁离子构成镁离子/Ca2+等阳离子的双金属离子、二氧化碳或水来溶解镁盐，并使其进一步转化为金属硫化物，从而完成SO2的吸收转化。同时，研究发现，经改性的镁盐对多种污染物具有化学吸附能力，可用于高效地处理含P废水和补碘，因此，研究改性镁剂脱硫废渣的除磷吸附性能具有重要的意义，可为充分利用改性镁剂的资源提供一定的理论指导。
二、研究现状和进展
近年来，部分学者对改性镁剂脱硫废渣的除磷吸附性能展开了研究。这些研究表明，改性镁剂脱硫废渣在除磷方面具有良好的吸附性能：CCK/Mg-AlLDH复合材料可以去除水中的磷酸根离子。LDH粒子通过吸附效应可以去除水中的磷酸盐，造成水中磷酸盐的浓度降低。
此外，还有研究发现，改性镁剂中已经不仅仅是镁元素，还有部分杂质元素，杂质元素的加入可以降低镁氧化物结构中的物理电子缺陷，从而起到改善其性能的作用。如研究表明，改性镁剂中的环保助剂对亚铁氰酸钾（K3Fe(CN)6）的吸附率更高，因为有杂质元素的形成，比如Fe、Al、Ni等。在吸附过程中，K3Fe(CN)6可以与杂质元素发生化学反应，从而增加了吸附量。
进一步，目前已经有学者开始研究改性镁剂脱硫废渣的除磷机理。如研究表明，改性镁剂脱硫废渣中的吸附背后存在多种吸附机理。在一定程度上，镁离子通过金属离子层在减缓腐蚀速度和保护底材表面的同时，还可以吸附与废水中的磷酸根离子共价结合。而硬质脱硫废渣和CaO中的Ca2+元素，以及这些元素组成的硫酸盐等都可能影响去除效果。
三、研究计划
本研究选取改性镁剂脱硫废渣作为研究对象，旨在研究其除磷吸附性能及机理。具体研究计划如下：
1.实验设计
本研究将从以下几个方面开展实验：
(1)材料制备：制备不同组分、不同含量的改性镁剂脱硫废渣，并分别进行表征。
(2)实验考察：采用十二烷基苯磺酸钠对改性镁剂脱硫废渣的吸附性能进行研究，考察其对不同含量的十二烷基苯磺酸钠的吸附能力。
(3)机理研究：通过对吸附废渣的表征，探究改性镁剂脱硫废渣除磷的吸附机理，以及不同组分、不同含量的材料对其机理的影响。
2.实验指标
本研究采用以下指标进行实验分析：
(1)除磷率：通过感应耗材法检测吸附废渣中的磷元素含量，计算除磷率。
(2)吸附容量：通过对吸附废渣中的参数检测，计算其吸附容量。
(3)表征分析：通过物理性能测试、X射线衍射技术、场发射扫描电镜技术、红外光谱技术、比表面积测试等方式，对吸附废渣进行表征，探究其表面结构、微观特性等情况。
四、结论与展望
基于前期研究成果，本研究将从多个方面深入研究改性镁剂脱硫废渣在除磷方面的应用。本研究的主要目标是揭示改性镁剂脱硫废渣除磷吸附的机理，探究不同组分、不同含量的材料对其机理的影响，从而为改进废水处理、促进电站环保事业的发展提供一定的理论指导。