新型配體交換除氟劑制備及對高氟水除氟研究.pdf

1、氟是人體維持正常生理活動不可缺少的微量元素之一，適量的氟對人體健康大有裨益，但攝入過量的氟則會帶來危害。在我國，地方性氟中毒以飲水型為主，尤其是西北干旱半干旱地區(qū)分布甚廣。目前，全國飲用氟含量超標(biāo)的飲用水的人口多達(dá)7000萬，高氟水嚴(yán)重威脅著人體的健康。我國歷來都很重視對含氟水的改良和處理，目前對含氟水的去除研究也較多，但都不同程度存在問題和缺陷。因此，探索經(jīng)濟(jì)、有效的深度除氟材料和工藝，對高氟飲用水處理是一項(xiàng)很有價(jià)值的課題。

2、通過對已有除氟方法和工藝有關(guān)文獻(xiàn)和資料的查閱研究，本文旨在合成具有多孔性、容易改性的類似于分子篩的骨架，該骨架用Al3+交換吸附后可得到一種新型除氟材料，從F與Al3+的較好配位能力考慮，提出一種基于配體交換的固液分離除氟思路。研究工作分三部分進(jìn)行，第一部分首先對商用的5A、4A分子篩進(jìn)行了改性除氟的條件實(shí)驗(yàn)和對比試驗(yàn)，得出兩種改性分子篩都具有一定的除氟效果，且在相同的條件下改性4A分子篩的除氟效果要優(yōu)于改性5A分子篩。第二部分的研究工

3、作是以硅酸鈉為原料，利用其廉價(jià)、易得、比表面積大等特點(diǎn)，通過調(diào)節(jié)不同堿度、不同的晶化時(shí)間、不同的晶化溫度等實(shí)驗(yàn)條件合成了硅酸鹽型除氟劑載體。本文第三部分的工作是利用該載體具有的籠狀結(jié)構(gòu)，將Al3+牢固地鉗制在其骨架上，實(shí)現(xiàn)了改性，得到一種新型廉價(jià)除氟材料。通過靜、動態(tài)除氟條件、干擾條件實(shí)驗(yàn)，得出改性硅酸鹽型除氟劑除氟溶液的pH值范圍較大，在pH=4～8的范圍內(nèi)都適用；該吸附劑對水中氟的吸附符合Freundlich公式，靜態(tài)飽和吸附量為8

4、.5mg/g，能將水中的F完全降至國家飲用水標(biāo)準(zhǔn)1.0mg/L以下，動態(tài)飽和吸附量達(dá)到4.5mg/g；對氟的去除選擇性高，不受水中其它共存離子影響；與兩種改性商用分子篩相除氟效果更佳。本文對除氟劑除氟機(jī)理也進(jìn)行了探討，除氟劑除氟過程可描述為：擴(kuò)散-反應(yīng)-擴(kuò)散過程，其機(jī)理實(shí)質(zhì)是配體交換反應(yīng)過程；通過參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算，提出了集中式含氟水除氟裝置，為新的深度固液分離除氟方法提出了理論依據(jù)和實(shí)踐基礎(chǔ)。該方法除氟的突出優(yōu)點(diǎn)是其分離效率高、處理過程不帶