高嶺土型除氟劑的制備及配體交換除氟性能與工藝研究.pdf

1、氟是人體維持正常生理活動(dòng)不可缺少的微量元素之一，適量的氟能使骨牙堅(jiān)實(shí)，而氟含量過多或過少對(duì)人體都是不利的。含氟地下水及作為飲用水源的淺層含氟水在我國，尤其是西北干旱半干旱地區(qū)分布甚廣，全國飲用氟含量超標(biāo)的人口多達(dá)7000萬，高氟水嚴(yán)重威脅著人體的健康。我國歷來對(duì)含氟水的改良和處理十分重視，目前對(duì)含氟水的去除研究也較多，但都不同程度存在缺陷，因而限制了其在實(shí)際中的應(yīng)用。因此，探索經(jīng)濟(jì)、有效的深度除氟材料和工藝，對(duì)高氟飲用水處理是一項(xiàng)很有價(jià)

2、值的課題。 本文在對(duì)已有除氟方法和工藝進(jìn)行分析、研究的基礎(chǔ)上，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Fe3+離子交換吸附后可得到一種新型除氟材料，從F-與Fe3+的配位能力考慮，提出一種基于配體交換的固液分離除氟思路。研究工作分兩部分進(jìn)行，首先以高嶺土為原料，利用其廉價(jià)、易得、比表面積大等特點(diǎn)，合成了和Fe3+具有交換能力的高嶺土型除氟劑載體，通過實(shí)驗(yàn)，考察了該除氟劑對(duì)含氟飲用水的除氟效果，從而確定了高嶺土型

3、除氟劑載體合成的條件。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：高嶺土型除氟劑合成過程采用600℃焙燒活化得到無定形物態(tài)；當(dāng)NaOH溶液濃度為10％，NaOH溶液的體積和活化高嶺土粉樣(偏高嶺石粉)比例為20∶1，70℃恒溫水浴條件下攪拌3小時(shí)后使之充分溶解，然后于80℃晶化4小時(shí)后進(jìn)行固液分離，取固體用蒸餾水洗滌至pH值為8左右即可得到該載體。 本文另一方面的工作是利用該載體具有的籠狀結(jié)構(gòu)，將Fe3+牢固的鉗制在其骨架上，實(shí)現(xiàn)了改性，得到一種新型廉價(jià)除氟

4、材料。研究采用實(shí)驗(yàn)的手段，對(duì)除氟條件、干擾條件和工藝條件等進(jìn)行了詳細(xì)的探討。高嶺土型除氟劑除氟的pH范圍較大，在pH=4-9的范圍內(nèi)都適用；該吸附劑對(duì)水中氟的吸附符合Freundlich公式，吸附飽和容量約為9.82mg/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，獲得了一種新的含氟水處理方法；本文對(duì)除氟機(jī)理進(jìn)行了研究，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