一种去除农村饮用水中氟离子的3D石墨烯改性氢氧化锆复合吸附材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种去除农村饮用水中氟离子的3D石墨烯改性氢氧化锆复合吸附材料及其制备方法。该制备方法包括如下步骤：（1）制备氧化石墨烯；（2）制备3D石墨烯凝胶；（3）将3D石墨烯凝胶浸渍于氯氧化锆溶液和尿素溶液混合得到的混合液中，水浴加热，制得3D石墨烯改性氢氧化锆复合吸附材料。本发明专利技术制备工艺简单，原料来源广泛且成本低廉，制得的3D石墨烯改性氢氧化锆复合吸附材料对氟离子的吸附容量高，除氟效率高；室温下，制得的3D石墨烯改性氢氧化锆复合吸附材料处理去除氟离子浓度在25～100mg/L的水样，去除效率可以达到85%以上。

3D graphene modified zirconium hydroxide composite adsorption material for removing fluorine ion in rural drinking water and preparation method thereof

The invention discloses a 3D graphene modified zirconium hydroxide composite adsorption material for removing fluorine ions in rural drinking water and a preparation method thereof. The preparation method comprises the following steps: (1) preparation of graphene oxide; (2) preparation of 3D graphene gel; (3) the mixed solution of 3D graphene gel impregnated with zirconium oxychloride solution and urea solution obtained by mixing, water bath heating, preparation of 3D graphene modified zirconium hydroxide composite adsorption material. The invention has the advantages of simple preparation process, wide material source and low cost, 3D prepared graphene modified zirconium hydroxide composite adsorption capacity of fluoride, fluoride removal efficiency is high; at room temperature, 3D prepared graphene modified zirconium hydroxide composite adsorbent for removal of fluoride concentration in treatment 25 ~ 100mg/L water, the removal efficiency can reach above 85%.

【技术实现步骤摘要】
一种去除农村饮用水中氟离子的3D石墨烯改性氢氧化锆复合吸附材料及其制备方法
本专利技术属于吸附剂水处理
，具体涉及一种去除农村饮用水中氟离子的3D石墨烯改性氢氧化锆复合吸附材料及制备方法。
技术介绍
氟是人体必需的微量元素，人体可通过饮水、食物和呼吸摄入氟离子。适宜、安全的水中氟离子浓度和总摄入量对预防龋齿和地方性氟病具有重要意义。我国《农村实施<生活饮用水卫生标准>准则》中规定水中氟化物含量1.0mg/L为饮用水标准上限值，在缺乏其他可选择水源时，饮用水中氟化物的含量放宽限值为1.5mg/L，超过该值即为高氟水。当饮用水中含氟量在1.0～1.5mg·L-1，长期饮用对人体有轻微的不良影响；当水中含氟量超过1.5mgL-1时，长期饮用易患氟斑牙和氟骨症。一般来说，含氟量1.0～3.0mg·L-1时主要表现为氟斑牙，牙齿变灰钙化；含氟量3.0～6.0mg·L-1时，可引起氟骨症，主要表现为腿关节麻木、疼痛、膝关节肿大；含氟量超过6.0mg·L-1时，即可引起残疾性的重度氟骨症，表现为骨骼变形、弯腰驼背、全身疼痛、丧失劳动能力甚至瘫痪等。因此饮用水中氟的含量不应超过1.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种去除农村饮用水中氟离子的3D石墨烯改性氢氧化锆复合吸附材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）在低温条件下，将硝酸钠溶解于浓硫酸中，再加入石墨粉，搅拌均匀得到悬浮液；冰水浴条件下，向悬浮液中加入高锰酸钾，搅拌均匀后，加入纯水稀释，温水浴条件下进行反应；反应结束后再次加入纯水，缓慢加入双氧水，继续搅拌，将得到的产物依次采用盐酸和纯水进行离心洗涤，冷冻干燥，得到氧化石墨烯；（2）将得到的氧化石墨烯超声分散在水中得到氧化石墨烯溶液，加入抗坏血酸钠，继续超声分散均匀后，在热水浴条件下静置加热，得到3D石墨烯凝胶；（3）将3D石墨烯凝胶浸渍在由氯氧化锆溶液和尿素溶液混合得到的混合溶液后，水浴...

【技术特征摘要】
1.一种去除农村饮用水中氟离子的3D石墨烯改性氢氧化锆复合吸附材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）在低温条件下，将硝酸钠溶解于浓硫酸中，再加入石墨粉，搅拌均匀得到悬浮液；冰水浴条件下，向悬浮液中加入高锰酸钾，搅拌均匀后，加入纯水稀释，温水浴条件下进行反应；反应结束后再次加入纯水，缓慢加入双氧水，继续搅拌，将得到的产物依次采用盐酸和纯水进行离心洗涤，冷冻干燥，得到氧化石墨烯；（2）将得到的氧化石墨烯超声分散在水中得到氧化石墨烯溶液，加入抗坏血酸钠，继续超声分散均匀后，在热水浴条件下静置加热，得到3D石墨烯凝胶；（3）将3D石墨烯凝胶浸渍在由氯氧化锆溶液和尿素溶液混合得到的混合溶液后，水浴加热，冷却，在纯水中透析后，冷冻干燥，得到3D石墨烯改性氢氧化锆复合吸附材料。2.根据权利要求1所述的一种去除农村饮用水中氟离子的3D石墨烯改性氢氧化锆复合吸附材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述低温条件是在0℃条件下；所述硝酸钠与浓硫酸的料液比为1:30~50g/mL；所述石墨粉与硝酸钠的质量比为1:1。3.根据权利要求1所述的一种去除农村饮用水中氟离子的3D石墨烯改性氢氧化锆复合吸附材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述高锰酸钾与石墨粉的质量比为6~10:1；第一次与第二次纯水的加入量的比为3~5:9~11；所述温水浴的温度为30~40℃；所述反应的时间为0.5~1.5h；所述双氧水的质量浓度为30%；所述双氧水的添加量与第二次纯水的加入量的体积比为3:90~110；加入双氧水后的的搅拌时间为60min；所述盐酸的质量浓度为5%。4.根据权利要求1所述的一种去除农村饮用水中氟离子的3D石墨烯改性氢氧化锆复合吸附材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：周少奇，周晓，马福臻，洪杰，
申请(专利权)人：贵州科学院，华南理工大学，
类型：发明
国别省市：贵州,52