基于鑭系元素改性沸石用于飲用水除氟的研究.pdf

1、氟是人體必需的微量元素之一。適量的氟能堅(jiān)固骨骼、牙齒，減少齲齒發(fā)病率;但是，過(guò)量時(shí)會(huì)對(duì)人體造成傷害，嚴(yán)重的喪失勞動(dòng)能力。我國(guó)在《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749-2006)中明確規(guī)定:飲用水中氟化物的限值為1.0mg·L-1。目前，國(guó)內(nèi)外飲用水的除氟方法主要有吸附法、混凝沉淀法、電凝聚法、電滲析法和膜分離法。由于吸附法具有出水穩(wěn)定、工藝流程簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用。
　　 天然沸石是一種廣泛存在于自然界中的硅鋁酸鹽礦物

2、，具有多孔性、篩分性、離子交換性、耐酸性及對(duì)水的強(qiáng)結(jié)合性。但天然沸石所含雜質(zhì)較多，對(duì)氟的吸附能力很低，通常需要對(duì)其加以活化或改性處理。本研究針對(duì)飲用水中過(guò)量的氟對(duì)人體的危害和沸石的性質(zhì)特征，利用兩種鑭系金屬對(duì)天然沸石進(jìn)行改性，并對(duì)制得的兩種改性沸石進(jìn)行了靜態(tài)試驗(yàn)、再生試驗(yàn)和動(dòng)態(tài)試驗(yàn)研究。改性沸石的最佳制備方法是將洗凈烘干的60～80目天然沸石在400℃高溫焙燒2h，以固液比1:10加入1.38mol·L-1的H2SO4溶液中動(dòng)態(tài)浸漬24

3、h，用超純水洗凈，烘干，然后以固液比1:5投加到0.05mo1·L-1硫酸高鈰和硝酸釹溶液中動(dòng)態(tài)浸漬24h，用氨水調(diào)節(jié)pH值為11～12，動(dòng)態(tài)浸漬24h，過(guò)濾后洗凈烘干，最后于400℃高溫焙燒4.0h。酸性條件有利于載鈰改性沸石和載釹改性沸石對(duì)氟離子的吸附;堿性條件不利于對(duì)氟離子的吸附;載鈰改性沸石和載釹改性沸石的除氟pH范圍較寬;兩種改性沸石均在120min內(nèi)達(dá)到吸附平衡;溫度對(duì)改性沸石的除氟率和吸附容量影響不大，低溫有利于對(duì)氟離子的

4、吸附;當(dāng)氟離子總量一定時(shí)，隨著改性沸石用量的增加，除氟率有增加趨勢(shì)，而吸附容量有減小的趨勢(shì);原水氟離子濃度對(duì)氟離子改性沸石的除氟率和吸附容量有一定影響，增大原水中氟離子濃度可以充分發(fā)揮改性沸石的吸附能力。改性沸石再生的最佳條件為:再生液濃度為0.5mol·Lˉ1，再生時(shí)間為12h。改性沸石經(jīng)五次再生后，仍具有一定的吸附能力，說(shuō)明改性沸石重復(fù)利用性。在動(dòng)態(tài)試驗(yàn)中，隨著吸附時(shí)間的延長(zhǎng)，出水氟離子濃度逐漸增加。
　　 Langmuir