負載鐵(Ⅲ)化合物的雜合吸附劑處理高氟飲用水的研究.pdf

1、氟是人體內一種不可或缺的微量元素，攝入適量的氟對人體健康是有益的，但是如果氟的攝入量過多會導致一類總稱為“氟中毒”的疾病，主要表現(xiàn)為氟骨病、氟斑牙等等。而飲用高氟水是氟中毒的主要原因。隨著人類對環(huán)境和健康的重視，高氟飲用水越來越受到人們的關注，迫切需要尋找合適的飲水除氟工藝。
　　 本文分別采用載鐵(Ⅲ)大孔磺酸型樹脂和載鐵(Ⅲ)棉花纖維球作為吸附劑，借助傅立葉紅外光譜(FTIR)、X射線衍射儀(XRD)對其性質進行了表征，通過

2、一系列的靜態(tài)和動態(tài)吸附試驗對吸附劑的除氟性能進行考察，并用各種動力學模型和熱力學模型對其結果進行模擬。
　　 靜態(tài)試驗結果表明，這兩種吸附劑對氟離子均具有較好的吸附性能。氟在載鐵(Ⅲ)大孔磺酸型樹脂和載鐵(Ⅲ)棉花纖維吸附劑上的吸附不隨pH的變化而變化；氟在吸附劑上的飽和吸附量隨著溫度的升高而增加，前者在298K時的靜態(tài)飽和吸附量達到2.6006mg·g-1，后者在298K時的靜態(tài)飽和吸附量為9.0995mg·g-1，Langm

3、uir和Freundlich等溫方程能夠很好地描述氟吸附特征；溶液中的干擾離子基本不影響吸附劑對F-的吸附。
　　 吸附動力學研究用5種動力學方程擬合，結果表明：Elovich動力學模型和準二級動力學方程可更好的描述氟離子在載鐵(Ⅲ)的大孔磺酸型樹脂的吸附動力學行為；孔內擴散擬合結果表明孔內擴散不是吸附速率唯一控制步驟，吸附速率同時受孔內擴散和液膜擴散的影響；通過Boyd動力學方程傳質分析可知孔內擴散是主要控制步驟。載鐵(Ⅲ)的

4、棉花纖維吸附劑吸附F-的行為符合準一級和準二級動力學方程；孔內擴散擬合結果表明孔內擴散不是吸附速率唯一控制步驟，吸附速率同時受孔內擴散和液膜擴散的影響；通過Boyd動力學方程傳質分析可知孔內擴散是其主要控制步驟。
　　 通過對載鐵(Ⅲ)大孔磺酸型樹脂和載鐵(Ⅲ)棉花纖維吸附劑吸附行為的熱力學研究可知：吸附焓變△H>0，說明氟離子吸附為吸熱過程：吉布斯自由能△G<0，說明吸附質傾向于從溶液中吸附到吸附劑表面，反應過程可自發(fā)進行的；

5、吸附熵變△S>0，說明F-在吸附劑上的吸附是熵推動過程，固/液相界面上分子運動更為混亂。
　　 利用動態(tài)吸附柱實驗測定吸附劑對氟的穿透曲線。動態(tài)吸附試驗表明，在其他條件不變的情況下，隨著流速的增大，吸附柱床層穿透加快。載鐵(Ⅲ)的大孔磺酸型樹脂作為吸附劑時，當流速從20 BV·h-1升至40 BV·h-1，進水F-濃度為20 mg·L-1時，床層完全穿透體積從102 BV降至92BV；載鐵(Ⅲ)的棉花纖維吸附劑作為吸附劑時，當流