一种对氟离子具高吸附能力的改性活性氧化铝及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种对氟离子具高吸附能力的改性活性氧化铝的制备方法，包括以下步骤：(1)选取活性氧化铝，洗涤后烘干备用；(2)选取硫酸铁，采用去离子水溶解后制得硫酸铁溶液；(3)选取步骤(1)中备用的活性氧化铝，置于步骤(2)的硫酸铁溶液中，浸泡后弃去多余的硫酸铁溶液，经洗涤、烘干即制得高吸附能力的改性活性氧化铝。该制备方法操作改性过程简洁，适合实际应用。本发明专利技术的还公开了采用上述对氟离子具高吸附能力的改性活性氧化铝的制备方法制成的改性活性氧化铝，该改性活性氧化铝对低浓度含氟水的除氟量有了明显的提高，且能有效降低饮用水的处理成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于改性活性氧化铝除氟吸附剂
，具体涉及一种对氟离子具高吸附能力的改性活性氧化铝及其制备方法。
技术介绍
氟是维持人体正常生理机能不可缺少的一种微量元素，适量的氟元素可以使人类牙齿和骨骼更加坚实，同时可以减少儿童的龋齿发病率。但如果长期摄入过量的氟元素人体会出现多种氟中毒的症状，如氟骨症和氟斑牙等。饮用水是人类摄入氟元素的主要渠道，饮用水中过量的氟会对人体造成明显的伤害。高氟水在全世界范围内的分布十分广泛，约有2亿人饮用的水氟含量超过了世界卫生组织规定的标准(1.5mg/L)，我国的生活引用水卫生标准(GB5749-2006)明确规定饮用水中的氟含量不能超过1mg/L。我国的高氟饮用水遍布全国27个省、市、自治区，高氟水地区覆盖的人口高达7700多万。因此，降低高氟水中的氟含量是非常必要的。目前去除高氟水中氟含量的方法主要包括化学沉淀法、电化学法、膜处理法、以及吸附法，其中吸附法除氟的工艺流程有相对简单、出水水质稳定、制水成本较低等优点，特别适合于低浓度含氟水的处理，目前是世界上应用较为广泛的饮水除氟方法。其中以活性氧化铝作为吸附剂的吸附除氟技术最为成熟，1934年美国的学者Bomff最早提出《活性氧化铝除氟的机理及性能研究》；1952年在德克萨斯州兴建的除氟滤床是美国公共卫生局组织建立的第一个除氟工业实例。但是活性氧化铝除氟的吸附量相对有限，这就需要频繁的再生，增加再生费用，损耗吸附剂，从而增加制水成本。为提高活性氧化铝的除氟吸附量，Maliyekkal、Shukla、景传勇、史乾涛等人用不同的化学试剂对颗粒活性氧化铝进行了改性，研究结果表明，改性后活性氧化铝的除氟吸附量均有不同程度的提高，但是它们的改性过程较为严苛，这些改性方法尽管提高了吸附量，但并不适合实际应用。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的是提供一种对氟离子具高吸附能力的改性活性氧化铝的制备方法，该制备方法操作改性过程简洁，适合实际应用。本专利技术的目的还在于提供采用上述对氟离子具高吸附能力的改性活性氧化铝的制备方法制成的改性活性氧化铝，该改性活性氧化铝对低浓度含氟水的除氟量有了明显的提高，且能有效降低饮用水的处理成本。本专利技术的第一个目的是通过以下技术方案来实现的：一种对氟离子具高吸附能力的改性活性氧化铝的制备方法，包括以下步骤：(1)选取活性氧化铝，洗涤后烘干备用；(2)选取硫酸铁，采用去离子水溶解后制得硫酸铁溶液；(3)选取步骤(1)中备用的活性氧化铝，置于步骤(2)的硫酸铁溶液中，浸泡后弃去多余的硫酸铁溶液，经洗涤、烘干即制得高吸附能力的改性活性氧化铝。在该对氟离子具高吸附能力的改性活性氧化铝的制备方法中：步骤(1)中洗涤采用去离子水清洗活性氧化铝至洗涤水不再混浊。步骤(1)中烘干温度优选为100～110℃，烘干时间优选为10～14h。步骤(2)中所述硫酸铁溶液的浓度优选为15～75mmol/L。步骤(3)中所述活性氧化铝和所述硫酸铁溶液的用量关系优选为1g：1mL。步骤(3)中浸泡时间优选为2～4h。步骤(3)中洗涤采用去离子水，烘干温度优选为100～110℃，烘干时间优选为10～14h。本专利技术的第二个目的是通过以下技术方案来实现的：采用上述的对氟离子具高吸附能力的改性活性氧化铝的制备方法制成的改性活性氧化铝。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：本专利技术中的改性活性氧化铝的制备方法，较为简便，采用硫酸铁溶液Fe2(SO4)3直接浸泡的方式来改性颗粒活性氧化铝，改性后获得的改性活性氧化铝的除氟量有了明显的提高，能有效降低饮用水处理成本，具有可观的应用前景。附图说明图1是本专利技术实施例1-5中对氟离子具高吸附能力的改性活性氧化铝的制备方法流程图；图2是实施例4中改性前活性氧化铝的SEM图；图3是实施例4中改性后活性氧化铝的SEM图；图4是实施例6中活性氧化铝经不同浓度硫酸铁溶液改性后，对浓度为10mg/L氟离子溶液的吸附量，活性氧化铝改性前后吸附量的比较；图5是实施例6中活性氧化铝经不同浓度硫酸铁溶液改性后，对浓度为5mg/L氟离子溶液的吸附量，活性氧化铝改性前后吸附量的比较；图6是实施例6中活性氧化铝经不同浓度硫酸铁溶液改性后，对浓度为2mg/L氟离子溶液的吸附量，活性氧化铝改性前后吸附量的比较。具体实施方式以下原料，如无特殊指明，均为市售产品。实施例1如图1所示，本实施例提供的对氟离子具高吸附能力的改性活性氧化铝的制备方法，包括以下步骤：(1)选取活性氧化铝，用去离子水清洗至洗涤水不再混浊，将清洗后的活性氧化铝放入105℃烘箱中烘干12h，密封保存备用；(2)称取0.6g硫酸铁固体，采用去离子水溶解配制成100mL的15mmol/L硫酸铁溶液；(3)将步骤(1)中制得的备用的活性氧化铝25g，放入25mL步骤(2)中制备的浓度为15mmol/L的硫酸铁溶液中，浸泡3小时后弃去硫酸铁溶液，用约100mL的去离子水洗涤干净后，放入105℃烘箱中干燥12h，即制得对氟离子具高吸附能力的改性活性氧化铝，密封保存，备用。实施例2如图1所示，本实施例提供的对氟离子具高吸附能力的改性活性氧化铝的制备方法，包括以下步骤：(1)选取活性氧化铝，用去离子水清洗至洗涤水不再混浊，将清洗后的活性氧化铝放入105℃烘箱中烘干12h，密封保存备用；(2)称取1.2g硫酸铁固体，采用去离子水溶解配制成100mL的30mmol/L硫酸铁溶液；(3)将步骤(1)中制得的备用的活性氧化铝25g，放入25mL步骤(2)
中制备的浓度为30mmol/L的硫酸铁溶液中，浸泡3小时后弃去硫酸铁溶液，用约100mL的去离子水洗涤干净后，放入105℃烘箱中干燥12h，即制得对氟离子具高吸附能力的改性活性氧化铝，密封保存，备用。实施例3如图1所示，本实施例提供的对氟离子具高吸附能力的改性活性氧化铝的制备方法，包括以下步骤：(1)选取活性氧化铝，用去离子水清洗至洗涤水不再混浊，将清洗后的活性氧化铝放入105℃烘箱中烘干12h，密封保存备用；(2)称取1.8g硫酸铁固体，采用去离子水溶解配制成100mL的45mmol/L硫酸铁溶液；(3)将步骤(1)中制得的备用的活性氧化铝25g，放入25mL步骤(2)中制备的浓度为45mmol/L的硫酸铁溶液中，浸泡3小时后弃去硫酸铁溶液，用约100mL的去离子水洗涤干净后，放入105℃烘箱中干燥12h，即制得对氟离子具高吸附能力的改性活性氧化铝，密封保存，备用。实施例4如图1所示，本实施例提供的对氟离子具高吸附能力的改性活性氧化铝的制备方法，包括以下步骤：(1)选取活性氧化铝，用去离子水清洗至洗涤水不再混浊，将清洗后的活性氧化铝放入105℃烘箱中烘干12h，密封保存备用；(2)称取2.4g硫酸铁固体，采用去离子水溶解配制成100mL的60mmol/L硫酸铁溶液；(3)将步骤(1)中制得的备用的活性氧化铝25g，放入25mL步骤(2)中制备的浓度为60mmol/L的硫酸铁溶液中，浸泡3小时后弃去硫酸铁溶液，用约100mL的去离子水洗涤干净后，放入105℃烘箱中干燥12h，即制得对氟离子具高吸附能力的改性活性氧化铝，密封保存，备用。将制得的对氟离子具高吸附能力的改性活性氧化铝进行扫描电镜(放大10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对氟离子具高吸附能力的改性活性氧化铝的制备方法，其特征是包括以下步骤：(1)选取活性氧化铝，洗涤后烘干备用；(2)选取硫酸铁，采用去离子水溶解后制得硫酸铁溶液；(3)选取步骤(1)中备用的活性氧化铝，置于步骤(2)的硫酸铁溶液中，浸泡后弃去多余的硫酸铁溶液，经洗涤、烘干即制得高吸附能力的改性活性氧化铝。

【技术特征摘要】
1.一种对氟离子具高吸附能力的改性活性氧化铝的制备方法，其特征是包括以下步骤：(1)选取活性氧化铝，洗涤后烘干备用；(2)选取硫酸铁，采用去离子水溶解后制得硫酸铁溶液；(3)选取步骤(1)中备用的活性氧化铝，置于步骤(2)的硫酸铁溶液中，浸泡后弃去多余的硫酸铁溶液，经洗涤、烘干即制得高吸附能力的改性活性氧化铝。2.根据权利要求1所述的对氟离子具高吸附能力的改性活性氧化铝的制备方法，其特征是：步骤(1)中洗涤采用去离子水清洗活性氧化铝至洗涤水不再混浊。3.根据权利要求1所述的对氟离子具高吸附能力的改性活性氧化铝的制备方法，其特征是：步骤(1)中烘干温度为100～110℃，烘干时间为10～14h。4.根据权利要求1所述的对氟离子具高...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明宇，
申请(专利权)人：李明宇，
类型：发明
国别省市：广东;44