新型除氟吸附材料的研究进展

半导体、稀土开采等行业所排放的氟废水所引发氟中毒现象备受关注。吸附法是去除废水中氟离子的有效方法之一,但传统吸附剂存在吸附容量低、选择性差等缺点,亟需研发具有高吸附容量、可再生且无二次污染的吸附材料。本文归纳了一些新型吸附材料,如高分子材料吸附剂、生物炭、层状双氢氧化物、工业废弃物、纳米材料及其改性材料在含氟废水中的研究应用;总结了这些改性材料的制备过程,介绍了这些材料吸附除氟的能力,分析了新型吸附材料吸附除氟的机理以及共存离子干扰、pH适用范围等影响因素,并指出了材料制备存在的问题,提出了制备对氟离子具有高选择性能的改性吸附材料的发展方向和材料循环利用所需解决的重要问题。     

铝土矿除氟吸附剂制备及其性能研究

以天然铝土矿物为原料,经高温煅烧活化制备高效除氟吸附剂。XRD图谱显示,该除氟剂主要成分为水铝石脱水生成的氧化铝。采用响应曲面法,对煅烧温度和煅烧时间与除氟剂吸附容量的关系曲线进行二次多项式拟合,结果表明煅烧温度对除氟剂吸附氟离子容量的影响程度高于煅烧时间,而两者的交互作用并不明显。在煅烧温度为840.8℃,煅烧时间为316.2min的最优制备条件下,其吸附容量约达1.7mg/g,是一种高效低廉的除氟吸附剂。     

金属基吸附剂除氟技术及吸附机理研究进展

氟化物是水污染评价的重要指标之一,高浓度氟化物对饮用水安全构成了威胁,因此开发高效、低成本、高选择性的除氟技术是当前研究的重点。在沉淀、膜分离、离子交换、电絮凝和吸附等除氟技术中,吸附除氟是目前最有前景的技术之一。众多吸附材料中,金属基吸附剂因独特的结构和形貌、优异的吸附性能,被广泛应用于水体除氟研究。综述了铝、铁、稀土基等典型金属吸附剂的开发和改性,阐述了金属基吸附剂制备工艺的强化方法,对比分析了各类金属基吸附剂性能的影响因素,总结了金属基吸附剂的吸附机理和再生技术,提出了金属基吸附剂在除氟领域存在困难和未来发展趋势,为后续金属基吸附剂的开发改性、工艺强化提供理论参考。     

改性铁锰结核对水中氟离子的吸附作用研究

我国高氟地下水分布广泛,经济、高效的饮用水除氟技术受到广泛关注。而海底铁锰结核具有很大的比表面积和很好的吸附性能,可作为潜在的除氟材料。本文利用不同剂量的改性剂三氯化铁溶液对铁锰结核进行改性。结果表明,当改性剂剂量大于0．5mmol/g后,吸附剂的除氟效率达到最大且较稳定,约为91％,因此,确定改性剂的最佳剂量为0．5mmol/g。研究了吸附反应时间、氟离子初始浓度、PH值对改性吸附剂除氟性能的影响,并探讨了改性材料的除氟机理。结果表明,改性吸附剂对氟离子的吸附符合Lagergren二级吸附动力学方程。Langmuff吸附等温模型可以很好地描述氟离子的吸附特性,溶液中氟离子是通过单层模式吸附到改性材料表面的。改性材料在pH值3．5-6时具有较好的吸附稳定性。三氯化铁改性的铁锰结核是一种较为理想的除氟材料。     

活性氧化镁污水除氟研究

<正> 近年来,随着工业的发展,氟离子对水的污染日趋严重。由于氟离子毒性甚大,人们已开始广泛研究污水除氟问题,并提出了吸附,共沉浮选等方法,但还未收到令人满意的效果。最近,文献报导日本新型除氟剂氧化镁对氟和磷的吸附效果良好,但缺少洋细研究资料,尤其对吸附特性和吸附机理,吸附剂制作条件等方面几乎没有任何报导。本文试图在文献基础上,应用溶液吸附理论,用离子选择性电极测定吸附过程中的氟离子、从而进一步研究活性氧化镁的制作条件,对氟离子的吸附特性及吸附机理。     

壳聚糖载稀土化合物树脂的制备、表征及其除氟性能的研究

采用反相悬浮法制备得到1种壳聚糖载稀土化合物除氟剂,探讨了吸附时间、pH、除氟剂用量、F-初始含量以及共存离子对除氟效果的影响。结果表明,反应时间为2 h时,氟吸附量达到1.83 mg/g;随pH(5.0～9.0)增大吸附量呈下降趋势;除氟剂用量(0.5～5.0 g/L)增加吸附率也增加;F-初始质量浓度(1.25～20.0 mg/L)对吸附量影响较大,增加时,吸附量明显增加;体系中CO32-与HCO3-的存在对F-的吸附存在负面影响;利用红外光谱(FTIR)及扫描电镜(SEM)表征证实试验成功制备得到1种新型有效的除氟剂。     

氧化铁-氧化铝复合纳米除氟材料的制备及应用

本发明属于化学分析测试仪器设备领域,涉及一种新型纳米氧化铁一氧化铝复合材料,将它作为去除水中氟离子的吸附剂,用来去除大体积饮用水中氟离子,处理过的水中的氟含量低于国家标准。与传统的除氟剂相比,该除氟剂具有制备简单、成本低廉、吸附容量高、去除速度快等优点。由于该除氟剂是一种新型的磁性纳米材料,在外加磁场的条件下,能够很方便地实现萃取剂与底液分离。     

基于饮用水除氟的改性壳聚糖制备技术研究进展

在众多的除氟技术中,吸附法是最常用的方法。壳聚糖以其无毒、易降解、廉价易得等优点,成为制备新型除氟剂的理想材料。综述了交联壳聚糖、羧甲基壳聚糖、壳聚糖/稀土配合物、过渡金属改性壳聚糖等衍生物的制备方法、机理及其对水中氟离子的吸附效果,并对今后的研究方向进行了展望。     

EGDE交联的载镧壳聚糖微球对氟离子的静态和动态吸附

利用乙二醇二缩水甘油醚(EGDE)替代戊二醛对壳聚糖微球进行交联,然后负载稀土镧离子La(Ⅲ),制备得到新型的除氟剂(CEB-La).研究了CEB-La对F-的静态和动态吸附性能.静态吸附实验结果表明:该除氟剂的静态吸附条件为pH7.0、温度50℃、吸附时间60 min、振荡频率120 r·min-1;当CEB-La用...     

湿法炼锌酸浸渣离子交换法富集回收锌中试研究

采用离子交换工艺,对湿法炼锌酸浸渣中的水溶性锌进行富集回收中试试验。工艺过程包括酸浸渣水浸和压滤洗涤、低浓度含锌溶液离子交换吸附解吸和转型、尾水循环利用等过程。中试结果表明,酸浸渣中水溶性锌浸出率为88.5%,渣中水溶性锌含量由3.75%降低到0.56%(以干渣计)。树脂平均吸附容量为118 kg Zn/吨湿树脂,以酸性含锌电解液作为解吸剂,回收的锌离子可以富集到83.3 g/L左右,离子交换树脂转型剂为80 g/L的氢氧化钠溶液。     

改性/新型氟吸附材料的研究进展

按照金属基吸附剂、炭基吸附剂、黏土矿物类吸附剂、高分子生物类吸附剂、工业副产物或废弃物、纳米材料、陶粒等吸附剂类型,全面综述了近些年来国内外在含氟水吸附处理中吸附材料的研究开发与应用现状。着重介绍了传统吸附材料的改性和一些新型吸附材料的合成、吸附性能和机理,并对今后氟吸附材料的发展方向进行了展望。     

Ag+改性羟基磷灰石制备及其除氟抑菌特性研究

利用原位共沉淀法制备Ag⁺改性羟基磷灰石(Ag-HAP)吸附剂,考察Ag⁺/Ca²⁺摩尔比对Ag-HAP吸附剂除氟抑菌效果的影响。红外光谱和X-射线粉末衍射实验表明Ag⁺置换Ca²⁺进入HAP晶格中,形成了Ag⁺-Ca²⁺新晶格。利用Langmuir和Freundlich吸附等温方程对实验数据进行拟合,对比相关系数R²值,Langmuir模型能更好地描述该吸附过程,且Ag-HAP吸附剂对氟离子的吸附更趋于单分子层吸附。计算了吸附热力学和动力学参数值,探讨了Ag-HAP吸附剂对氟离子的吸附机理。ΔG⁰＜0、H⁰＞0和ΔS⁰＞0,说明Ag-HAP吸附剂对氟离子的吸附是自发的、吸热的熵增过程,温度升高有利于吸附。吸附活化能E_a=12.645 kJ/mol,迁移能E=7.331 kJ/mol说明该吸附过程以物理吸附为主。Ag-HAP吸附剂对氟离子的吸附符合拟二级反应动力学方程。利用龙头式净水器模拟Ag-HAP吸附剂除氟抑菌的动态吸附过程,抑菌实验表明Ag-HAP吸附剂的加入大大提高了饮用水的抑菌性能。     

国内外含氟废水吸附处理方法研究进展

按照高分子类吸附剂、天然矿物类吸附剂、稀土金属类吸附剂等吸附媒介,叙述了近年来国内外含氟废水吸附处理的研究现状,介绍了这些吸附剂特性。对含氟污水吸附处理技术今后的研究方向提出了建议,认为目前氟吸附剂距离实用化还有很大差距,应提高吸附剂利用率和处理效率,克服干扰因素的影响;延长吸附剂的使用寿命,提高吸附剂再生能力,解决后续处理困难问题;深入研究吸附剂的毒性作用及吸附机理,开发新的吸附剂。     

胶原纤维负载锆对废水中氟的去除

以胶原纤维为基质负载Zr(Ⅳ)制备新型吸附剂胶原纤维负载锆(ZrCF),将其用于高浓度含氟冶炼废水中氟的去除,考察了盐度、硬度对除氟效果的影响,优化了吸附剂用量、吸附次数、初始pH值、接触时间等工艺条件,并进行了固定床吸附实验.结果表明,盐度、硬度对除氟效果影响不大;连续8次投加ZrCF0.1 g可以使出水氟离子浓度达...     

吸附法去除火电厂冲灰水氟离子的研究

以活性氧化铝和活性碳作吸附剂,在室温28℃下采用吸附法对冲灰水中氟离子的去除效果进行了实验研究,探讨了吸附剂用量、pH和吸附时间对吸附效果的影响。实验结果表明,选用活性氧化铝作吸附剂时,当用量为12.5 g/L,pH为7,吸附时间为6 h时,除氟效率最好,达到86%;选用活性炭作吸附剂时,当用量为17.5 g/L,pH为5,吸附时间为7 h,除氟效率最好,达到92%。     

氧化镁基稀土复合脱氟剂的制备与成型

以Mg(NO3)2·6H2O和La(NO3)3·6H2O为原材料，采用共沉淀法制备了含有少量稀土金属镧的氧化镁基稀土复合脱氟剂。以聚乙烯醇（PVA）和聚偏氟乙烯（PVDF）为粘合剂，利用挤出成型法制备出直径0.5cm左右的颗粒状复合脱氟剂。利用XRD、SEM和FTIR对制备的复合氧化物脱氟剂进行了表征分析，评价了粉末状及颗粒状复合脱氟剂对水中氟离子的脱除性能。结果表明：复合脱氟剂对水溶液中氟离子的最大平衡吸附量为142.85mg/g，pH=4~10时吸附效率最高，200 min内达到吸附平衡。25℃下，复合脱氟剂对氟离子的吸附符合Langmuir等温吸附模型和伪二级动力学模型。     

国内除氟吸附剂的研究进展

吸附法除氟是处理含氟水的众多方法中应用非常广泛的一种,因此除氟吸附剂的研究一直是一个重要课题。国内对除氟吸附剂的研究经过了寻找简单除氟吸附剂、对简单除氟吸附剂进行改性、开发新型高效除氟吸附剂以及使用电吸附除氟四个阶段。概述了每个阶段的研究情况,对今后的研究提出了建议,认为今后应该以实现除氟吸附剂制备与应用的产业化为最终目标,贯彻绿色环保原则,提升研究的理论高度,实现吸附剂除氟综合效果最优化。     

氧化镁基稀土复合脱氟剂的制备与成型

以Mg(NO_3)_2·6H_2O和La(NO_3)_3·6H_2O为原材料,采用共沉淀法制备了含有少量稀土金属镧的氧化镁基稀土复合脱氟剂。以聚乙烯醇(PVA)和聚偏氟乙烯(PVDF)为粘合剂,利用挤出成型法制备出直径0.5 cm左右的颗粒状复合脱氟剂。利用XRD、SEM和FTIR对制备的复合氧化物脱氟剂进行了表征分析,评价了粉末状及颗粒状复合脱氟剂对水中氟离子的脱除性能。结果表明:粉末复合脱氟剂对水溶液中氟离子的最大平衡吸附量为142.85 mg/g,p H=4～10时吸附效率最高,200 min内达到吸附平衡,而颗粒脱氟剂的最高脱氟量可达25 mg/g以上,25℃下,复合脱氟剂对氟离子的吸附符合Langmuir等温吸附模型和伪二级动力学模型。     

介孔吸附剂SiO2／TiO2：CeO2的合成及其除氟性能

采用溶胶凝胶方法制得前驱体并掺杂稀土铈离子,借助于水热合成手段经高温焙烧得到介孔吸附剂材料。在焙烧的过程中偶联剂中含有大量的有机基团会分解燃烧,产生大量的热量和气体,使得制备的材料具有均匀的孔径。该文研究了材料的吸附过程受吸附时间、溶液酸度、溶液组成等因素的影响。结果表明材料对水中的F-有很好的选择性,在高氟水中除氟效果更加优异,对含氟量1．20和3．00mg／L水样进行吸附,其除氟率分别达到37．5％和66．0％。     

Mn-Al双氢氧化物对氟离子的吸附热力学和动力学研究

采用共沉淀法制备Mn-Al双氢氧化物吸附剂,并利用扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)、红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)和比表面积分析仪(Brunauer-Emmett-Teller surface area,BET)等对吸附材料进行了分析.并考察了其对氟离子吸附过程的热力学和动力学,并计算不同温度下该吸附过程的热力学参数.实验结果表明:pH值对Mn-Al吸附剂除氟效能有一定的影响,pH值为6时吸附容量最佳达到了44.15 mg·g-1;实验数据遵循拟二级反应动力学模型;Mn-Al吸附剂对氟离子的吸附符合Langmuir-Freundlich吸附等温模型;热力学参数吉布斯自由能(△G0)小于零,焓变(△H0)＞0,熵变(△S0)＞0,说明Mn-Al双氢氧化物吸附剂对氟离子的吸附反应是自发吸热熵增过程.