改性活性炭-納米羥基氧化鋁對水中氟離子的去除研究.pdf

1、氟是人體維持生理活動不可缺少的微量元素之一，攝入適量的氟對預(yù)防齲齒有積極作用，但攝入量過多會導(dǎo)致“氟中毒”，嚴(yán)重影響人體健康。吸附法除氟具有出水穩(wěn)定、工藝流程簡單、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠等優(yōu)點(diǎn)。吸附除氟的關(guān)鍵是研制高效、廉價的吸附劑。本文通過兩種途徑研制開發(fā)新型除氟吸附劑：對原有吸附材料活性炭進(jìn)行表面改性處理，負(fù)載錳氧化物以提高其吸附氟離子的性能；探索研究新型材料納米羥基氧化鋁的除氟性能。 試驗(yàn)結(jié)果表明二氧化錳可通過氧化還原反應(yīng)以無定形的微

2、小顆粒負(fù)載在活性炭表面。二氧化錳的負(fù)載改變了活性炭表面形貌，使其比表面及有所增加。這種改性有效地提高了活性炭的除氟能力，復(fù)合材料對氟離子的單位吸附量是原始活性炭的4-5倍。吸附過程可由偽二級動力學(xué)方程描述，表面擴(kuò)散和孔擴(kuò)散同時控制著吸附速率。吸附等溫線符合Frcundlich方程。二氧化錳/活性炭復(fù)合材料在偏酸性范圍內(nèi)對的氟離子有較高的去除率。 納米羥基氧化鋁對水溶液中的氟離子有較好的去除效果。在起初的30分鐘氟離子的吸附是非

3、?？斓模缓笤?小時后吸附達(dá)到平衡狀態(tài)。對吸附動力學(xué)進(jìn)行進(jìn)一步研究，表明氟離子在納米羥基氧化鋁的吸附過程符合偽二級吸附動力學(xué)方程，說明該吸附主要是化學(xué)吸附。Langmuir等溫線模型和試驗(yàn)平衡數(shù)據(jù)吻合較好。溶液的pH值是影響吸附的最重要的參數(shù)，達(dá)到最大吸附量的最適pH值在7左右。XPS解析證明納米羥基氧化鋁表面的羥基基團(tuán)參與氟離子的吸附過程。其他共存離子如Cl-和NO3-對氟離子的吸附過程的影響很小。當(dāng)存在如SO42-或是PO43-共存