新型氟離子吸附劑的除氟研究.pdf

1、氟是人體必需的微量元素之一，維持骨骼和牙齒發(fā)育及健康需要適量的氟，但長期飲用高氟水（超過國家標(biāo)準(zhǔn)的飲用水）會(huì)導(dǎo)致氟斑牙和氟骨癥，嚴(yán)重者甚至?xí)?dǎo)致骨骼變形、疼痛、關(guān)節(jié)僵硬、筋鍵鈣化、行走困難、甚至于癱瘓。世界上有29個(gè)國家不同程度的遭受飲用水含氟超標(biāo)的困擾，尤其是我國，目前飲用高氟水的人口超過2.6億。因此，開展飲用水除氟研究，尋求高效而經(jīng)濟(jì)的除氟方法，切實(shí)解決飲用水除氟問題，勢在必行。 當(dāng)今，飲用水除氟的主要方法有吸附法、反滲透

2、法、絮凝沉淀法和電滲析法等。吸附法是一種重要的物理化學(xué)方法，因操作簡單、效率高，尤其是可去除低濃度污染物質(zhì)，在高氟水處理中獲得了較多應(yīng)用。吸附法成功應(yīng)用的關(guān)鍵是選擇適宜的吸附劑，開發(fā)新型、廉價(jià)、高效的吸附材料以降低高氟水處理成本是很多專業(yè)人士的研究重心。 本論文采用氫氧化鋯與活性二氧化鈦對高氟飲用水進(jìn)行了除氟研究。實(shí)驗(yàn)采用靜態(tài)吸附法對氫氧化鋯與活性二氧化鈦的除氟性能進(jìn)行了研究。探討了Ph值、吸附時(shí)間、吸附溫度、吸附劑用量和高氟水

3、初始濃度對吸附劑除氟效果的影響，獲得兩種除氟劑最適宜的除氟條件。靜態(tài)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：兩種除氟劑吸附容量隨著平衡氟離子濃度的增加而增加。氫氧化鋯除氟受溶液Ph值影響很大，Ph值為2.5～5.0吸附量達(dá)到最大值，當(dāng)Ph從6～8逐漸增大時(shí)，吸附量下降很快，Ph>8時(shí)，吸附幾乎很難進(jìn)行，說明該吸附劑適合處理偏酸性高氟水；在15min內(nèi)，吸附量增加很快，并且基本達(dá)到最大值，說明該吸附劑對氟的親合力大，吸附速度快，吸附時(shí)間短；使用0.020g氫氧化鋯

4、處理50 Ml含氟水，當(dāng)初始濃度等于10g/Ml時(shí)，平衡液濃度小于1.0mg/L，達(dá)到國家飲用水標(biāo)準(zhǔn)，其飽和吸附容量達(dá)到195.87mg/g?；钚远趸伈徽撐饺萘窟€是吸附速度都不受Ph值的影響，在15min之內(nèi)，吸附容量快速增加，并且基本達(dá)到最大值，使用0.10g活性二氧化鈦處理50mL含氟水，當(dāng)初始濃度等于10g/Ml時(shí)，平衡液濃度小于1.0mg/L，達(dá)到國家飲用水標(biāo)準(zhǔn)，其飽和吸附容量達(dá)到25.9mg/g。 根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分

5、析，氫氧化鋯的除氟機(jī)理主要是因?yàn)槲絼┍砻娴牧u基和溶液中的氟離子進(jìn)行離子交換。活性二氧化鈦除氟機(jī)理比較復(fù)雜，有待進(jìn)一步深入研究。兩種除氟劑對氟的吸附平衡用Langmuir等溫式擬合較好。結(jié)果表明：隨著氟離子平衡濃度的增加，吸附容量快速上升，在平衡濃度很低時(shí)就達(dá)到了較高的吸附量，表明該吸附劑對氟離子有很強(qiáng)的親和力，吸附極易進(jìn)行，這是吸附除氟的一個(gè)顯著特征。 氫氧化鋯和活性二氧化鈦兩種除氟劑都能有效去除高氟飲用水中的氟，不僅藥劑投放