炭陶除氟吸附材料的研究.pdf

1、將骨炭與竹屑、粘土復(fù)合，經(jīng)炭化活化制備一種廉價(jià)的除氟劑--炭陶除氟吸附材料。研究了炭陶除氟吸附材料的制備及其吸附特性，并利用孔隙及比表面積分析儀(BET)、掃描電子顯微鏡(SEM)、傅立葉轉(zhuǎn)換紅外光譜掃描儀(FTIR)等測(cè)試方法對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，且探討了炭陶除氟吸附材料的除氟機(jī)理。 通過(guò)研究在制備炭陶除氟吸附材料過(guò)程中，原料的選擇、原料的比例、升溫速率、活化溫度及保溫時(shí)間對(duì)除氟性能的影響，得出制備炭陶除氟吸附材料的最佳工藝為：

2、膨潤(rùn)土、骨炭及竹屑的比例為1：2：1，升溫速率為5℃/min，活化溫度為600℃，保溫時(shí)間為1h。此時(shí)，炭陶除氟吸附材料的除氟容量為2.214mg/g，除氟率為88.56％。而且，炭陶除氟吸附材料的除氟效果比膨潤(rùn)土、骨炭及竹炭的除氟效果更佳。這說(shuō)明炭陶除氟吸附材料在除氟過(guò)程中發(fā)生了協(xié)同效應(yīng)，增強(qiáng)了其除氟效果。 通過(guò)靜態(tài)及動(dòng)態(tài)吸附試驗(yàn)可知，溶液的pH=6～8，吸附時(shí)間為3h，吸附溫度為20～30℃為最佳的除氟條件。當(dāng)原水濃度小于5

3、mg/L時(shí)，選擇適量的吸附劑，吸附后氟離子的濃度小于1mg/L，達(dá)到國(guó)家飲用水標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)研究，在其它條件一定的情況下，濾層越高、流速越慢以及原水濃度越低，系統(tǒng)有效運(yùn)行的時(shí)間越長(zhǎng)，通水倍數(shù)越大。但是，流速過(guò)慢會(huì)影響處理效率。 通過(guò)對(duì)炭陶除氟吸附材料、骨炭、竹炭以及粘土的比表面積的測(cè)定和孔容及孔徑分布的分析可知，在最佳工藝條件下得到的炭陶除氟吸附材料的比表面積均比骨炭、竹炭以及粘土高，而且以中孔占主體。其比表面積為326.66㎡/g，

4、孔容為0.5057cm3/g。這說(shuō)明了骨粉、竹屑以及粘土并不是機(jī)械的混合在一起，而是在炭化活化的過(guò)程中三者之間相互作用，促使炭陶除氟吸附材料的孔隙結(jié)構(gòu)更為發(fā)達(dá)。 通過(guò)對(duì)骨炭及炭陶除氟吸附材料的掃描電子顯微鏡觀察可知，粘土及骨炭在活化焙燒的過(guò)程中，能較好的有機(jī)結(jié)合在一起。這主要是因?yàn)檎惩良肮翘吭诨罨簾倪^(guò)程中也形成了大量的大孔、中孔及微孔，其中大孔可以起到通道的作用這樣就對(duì)復(fù)合材料中竹炭的孔隙結(jié)構(gòu)不造成堵塞與破壞，而中孔及微孔具