低分子量有機(jī)酸對(duì)含磷材料除氟效果的影響.pdf

1、隨著工業(yè)化進(jìn)程的發(fā)展,空氣污染嚴(yán)重,酸雨增多,使溶解度小的氟化物溶解,形成了較多的地球化學(xué)“高氟區(qū)”。過(guò)多的氟會(huì)引起人體及動(dòng)植物正常生理功能紊亂,影響植物新陳代謝,引發(fā)動(dòng)物和人體骨骼系統(tǒng)、血液系統(tǒng)、臟器系統(tǒng)等疾病。目前我國(guó)氟污染受害人口達(dá)7700萬(wàn)。我國(guó)每年用于除氟的資金高達(dá)2億元人民幣,但效果仍不理想。因此,對(duì)新型除氟材料的開(kāi)發(fā)及其除氟行為、機(jī)理、工藝的研究有著十分重要的理論價(jià)值和實(shí)際意義。
　　 磷灰石族礦物及生物材料骨粉因

2、特殊的晶體結(jié)構(gòu)和良好的吸附性能被用于去除水體中的氟離子,除氟效果除了與吸附劑的性質(zhì)有關(guān)外,還受到其他眾多因素如氟離子濃度、溶液pH、溫度等的影響。研究表明,環(huán)境中的低分子量有機(jī)酸可以作用于含磷材料,使其晶格遭到破壞,表面化學(xué)性質(zhì)也發(fā)生變化,進(jìn)而影響其吸附性能.因此,在將舍磷材料用于含氟廢水處理的實(shí)際應(yīng)用中,必須對(duì)除氟體系中的有機(jī)酸予以考慮。本文選取常見(jiàn)的三種有機(jī)酸:草酸、檸檬酸、蘋(píng)果酸,將其加入磷礦粉(P1losphateRock,PR

3、)、納米羥基磷灰石(nano.Hyda'Oxyapatie,nHAP)、骨粉(Bone Meal,BM)的除氟體系中,研究有機(jī)酸對(duì)三種材料除氟效果的影響。主要研究結(jié)果如下:
　　 (1)低分子量有機(jī)酸可以顯著促進(jìn)PR、nHAP及BM對(duì)F-的吸附,促進(jìn)作用因吸附劑自身的成分和結(jié)構(gòu)以及有機(jī)酸的種類和濃度而不同。對(duì)于PR而言,草酸的促進(jìn)作用最強(qiáng),其次為檸檬酸、蘋(píng)果酸;而在nHAP和BM除氟體系中,則以蘋(píng)果酸的促進(jìn)作用最強(qiáng),檸檬酸次之,

4、草酸作用最弱;PR、nHAP及BM對(duì)F-的去除率隨有機(jī)酸濃度的增加而增大。當(dāng)有機(jī)酸濃度一定時(shí),三種材料對(duì)F-的去除率隨材料用量的增加、溫度的升高及反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)而增加,隨溶液中F-濃度和溶液pH的升高而降低,但相比不加酸的樣品,相同反應(yīng)條件下,吸附劑對(duì)F-的去除率都有顯著的提高。
　　 (2)低分子量有機(jī)酸存在下,PR、nHAP及BM對(duì)F的吸附同時(shí)符合Langmuir和Freundlich兩種等溫吸附模型。
　　 (3)

5、低分子量有機(jī)酸存在下,PR、nHAP及BM對(duì)F-的吸附動(dòng)力學(xué)研究表明,三種材料對(duì)F-的吸附符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型,而對(duì)顆粒內(nèi)擴(kuò)散模型的相關(guān)系數(shù)均較低。
　　 (4)低分子量有機(jī)酸存在下,PR、nHAP及BM對(duì)F的吸附熱力學(xué)研究表明,三種材料對(duì)F-的吸附均是自發(fā)的吸熱反應(yīng)過(guò)程,隨溫度的升高,反應(yīng)體系無(wú)序度增大。
　　 (5)通過(guò)對(duì)添加有機(jī)酸前后三種材料吸附F后的樣品進(jìn)行XRD和IR分析發(fā)現(xiàn),磷礦粉對(duì)F-的吸附存在氫鍵吸附作用