活性炭負(fù)載活性氧化鋁復(fù)合除氟材料的制備及其除氟性能的研究.pdf

1、氟與人體健康密切相關(guān)，是人體必需的微量元素之一，適量的氟能堅(jiān)固人體骨骼，預(yù)防齲齒，但是攝入過量的氟元素也會造成“氟中毒”，輕者表現(xiàn)為牙齒變黑、牙板發(fā)黃或者牙齒軟化畸形無光澤的“氟斑牙”，重者表現(xiàn)為骨質(zhì)密度改變，骨骼變形，四肢持續(xù)疼痛，關(guān)節(jié)僵硬，偏癱，喪失勞動力甚至死亡。因此，我國《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5949-2006）規(guī)定飲用水中氟化物含量不高于1.0mg/L。吸附法由于其運(yùn)行操作簡單易行，成本較為經(jīng)濟(jì)，技術(shù)成熟，處理效果較為理

2、想而得到廣泛的應(yīng)用，但是現(xiàn)有大多數(shù)的吸附劑也都存在吸附量低，吸附時(shí)間較長，適用pH值范圍較窄等缺點(diǎn)，嚴(yán)重限制了它們的進(jìn)一步應(yīng)用?；谶@一點(diǎn)，本研究制備出了一種吸附容量較大、吸附較快、適用pH值范圍較寬的復(fù)合除氟吸附劑。
　　本研究首先利用異丙醇鋁為前驅(qū)體制備出穩(wěn)定透明的氧化鋁溶膠，然后在此基礎(chǔ)上通過簡單易行的方法制備出活性炭負(fù)載活性氧化鋁復(fù)合除氟材料（AA/AC）。采用X射線衍射（XRD）、傅里葉變換紅外光譜（FT-IR）、氮?dú)馕?/p>

3、附脫附分析技術(shù)、掃描電子顯微鏡（SEM）和X射線光電子能譜（XPS）等表征手段對制備出的吸附材料進(jìn)行了一系列的表征和分析。結(jié)果表明，活性氧化鋁成功負(fù)載在活性炭表面和部分孔隙內(nèi)，復(fù)合材料的相關(guān)結(jié)構(gòu)性質(zhì)介于活性氧化鋁和活性炭之間。XPS分析證明吸附后的吸附劑上氟離子的存在。
　　通過靜態(tài)試驗(yàn)研究了該吸附劑處理模擬含氟水的除氟效果，分析了溶液的pH值、溫度、投加量和吸附時(shí)間對吸附效果的影響。結(jié)果表明，其pH值適用范圍較廣，在5.04～9

4、.01之間都表現(xiàn)出較高的除氟去除率，其最佳吸附條件是吸附時(shí)間是120min，pH值為6.86。在處理初始濃度為5.0mg/L的氟化鈉溶液時(shí)，投加量為2.0g/L，吸附后剩余氟離子濃度為0.41mg/L。另外，還研究了吸附劑的再生循環(huán)使用情況和自然沉降性能等，吸附劑循環(huán)四次后還能保持較高的去除率，沉降15min后反應(yīng)溶液已經(jīng)基本呈現(xiàn)澄清狀態(tài)，表明AA/AC吸附劑沉降性能較好，這在一定程度上有助于吸附劑與溶液體系的分離和吸附劑的回收。動力學(xué)