一种除氟用尿素胶吸附材料及其制备方法技术

本申请公开了一种除氟用尿素胶吸附材料及其制备方法，将氯化铝溶液与尿素溶液按比例进行混合，获得混合溶液；将混合溶液转入水热反应釜中，在90

【技术实现步骤摘要】
一种除氟用尿素胶吸附材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于水体中氟化物的去除
，具体涉及一种除氟用尿素胶吸附材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]饮用水的除氟问题备受关注，因为过量摄入氟化物会导致各种疾病。按照国家工业废水排放标准，氟离子浓度应小于10 mg/L；对于饮用水，氟离子浓度要求在1 mg/L以下。
[0003]许多吸附剂已经被研究，如活性氧化铝、稀土氧化物和低成本吸附剂(例如骨炭、方解石、粘土炭、树皮、锯末、稻壳、磨碎的坚果壳)的降氟作用。然而，一些吸附剂的使用通常受到低吸附能力、高空床接触时间和频繁再生的限制。
[0004]通常，需要高剂量的铝盐才能实现有希望的氟去除，并且pH值的降低是不可避免的。
[0005]铝氧化物具有良好的吸附性能，是公认的除氟剂，通常在常温条件下获得，该过程一般经历了低聚铝形态，如二聚铝，三聚铝以及中聚铝，如铝十三（Al13）以及氢氧化铝等多种富含羟基的活性氧化铝。一般认为酸性Al13即是除氟优势形态。常见的活性氧化铝吸附容量10
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20 mg/g，pH适用范围窄，一般在4
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6之间，而Al13吸附容量可提高至20
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40 mg/g，但适用范围也以酸性为主。铝三十（Al30）是一种新型的高聚铝形态，需要在特殊水热条件下才能生成。由于铝三十（Al30）有更高的荷电性，更好的稳定性和空间效应，其比铝十三有更优异的除氟性能，是一种新型的除氟优势形态，表现在广泛的pH范围有高的zeta电位和除氟效果。通常情况下，铝氧化物是以氯化铝（AlCl3）和氢氧化钠（NaOH）为原料，将碱溶液缓慢滴加至氯化铝溶液中所得，而Al30则需将前面的基础上水浴24小时甚至更长的时间方能得到。
[0006]中国专利CN201910070431.8公开了一种废水高效除氟剂及其制备方法。采用多种稀土金属盐联合无机金属盐共同制备而成。稀土金属盐在一定条件下形成羟基化，在多种金属盐的共同作用下分散，形成亲氟络合体，在絮凝剂作用下形成絮状团，直接沉淀下来，从而达到除氟效果，兼顾了化学沉淀、絮凝沉淀、吸附除氟技术的优势，无需额外投加钙盐，也无需额外投加絮凝剂及吸附剂。只需一套一体化废水处理设备即可满足除氟、除ss及其他有害物质的功效。无论是前期建设成本及占地面积，还是后期运营都得到极大的节约，但是考虑到复杂的再生过程、吸附容量低、且局限在偏酸条件下适用和再生困难，现有技术显得略有不足。
[0007]
技术实现思路

[0008]解决的技术问题：针对现有技术的不足，本申请解决了目前存在的现有复杂的再生过程、吸附容量低、维护费力、且局限在偏酸条件下适用和再生困难难题；提供了一种除氟用尿素胶吸附材
料及其制备方法。
[0009]技术方案：为实现上述目的，本申请通过以下技术方案予以实现：一种除氟用尿素胶吸附材料及其制备方法，所述制备方法具体步骤为：第一步：将氯化铝溶液与尿素溶液按比例进行混合，获得混合溶液；第二步，将混合溶液转入水热反应釜中，在90
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100℃下反应≥10h；第三步，将第二步得到的产品液进行离心分离，将离心分离得到的沉淀洗涤后烘干研磨，得到除氟用尿素胶吸附材料。
[0010]作为本专利技术的一种优选技术方案：所述第一步中所述氯化铝溶液、尿素溶液的摩尔比为1:1
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2，体积比为1:0.9
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1.1。
[0011]作为本专利技术的一种优选技术方案：所述第二步中所述水热反应釜容量为50mL。
[0012]作为本专利技术的一种优选技术方案：所述第二步中混合溶液转入水热反应釜前，在混合溶液中还添加有助剂，先按质量份数配比称取氯化钙1
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5份，聚合硅酸铝铁3
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7份，硫酸铈2
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6份，氢氧化镁3
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5份，聚二甲基二烯丙基氯化铵2
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4份，并超声分散2h，再以3000rpm的速度离心，真空烘干后研磨，过200
‑
400目筛制得助剂，助剂和混合溶液的质量比为1：50
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100。
[0013]作为本专利技术的一种优选技术方案：所述第二步中所述反应时间为10
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12h。
[0014]作为本专利技术的一种优选技术方案：所述第三步中所述的洗涤具体为：用超纯水洗涤至上清液透明。
[0015]作为本专利技术的一种优选技术方案：所述第三步中烘干的温度为80~100℃。
[0016]本申请还公开了上述制备方法制得的除氟用尿素胶吸附材料。
[0017]有益效果：本申请提供了一种除氟用尿素胶吸附材料及其制备方法，与现有技术相比，具备以下有益效果：1、本专利技术将制备铝氧化物时通常使用的强碱NaOH替换为弱碱尿素（CO(NH2)2），可以更简便的得到Al30。
[0018]2、提供一种除氟用尿素胶吸附材料及其制备方法，制备的除氟用尿素胶吸附材料吸附性能好、吸附容量大、能在更大的酸碱范围内保持良好的除氟性能。
[0019]3、采用了特定的制备工艺，获得除氟优势状态。
[0020]4、将制备出的凝胶样吸附剂，烘干研磨后用于除氟。
[0021]5、该产品通过控制高温水热反应条件，使氢氧根（OH
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）缓慢释放，达到缓慢加碱的效果。
[0022]6、使除氟剂对氟进行吸附时除氟率能达到90%以上，吸附容量在180
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220 mg/g。
[0023]7、性能提高之外，还可以拓宽铝氧化物除氟的pH范围，为5
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8。
[0024]8、吸附容量大为提升；适用范围拓宽；用料少,就两种，配比固定，没有其他专利中所用原料种类复杂多样，成本低。
[0025]具体实施方式
[0026]下面结合实例对本专利技术的具体实施方式及工作过程作进一步说明。
[0027]实施例1：一种除氟用尿素胶吸附材料及其制备方法，步骤为：第一步：将氯化铝溶液与尿素溶液按比例进行混合，获得混合溶液；所述氯化铝溶液、尿素溶液的摩尔比为1:1，体积比为1:0.9；第二步，先按质量份数配比称取氯化钙1
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5份，聚合硅酸铝铁3
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7份，硫酸铈2
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6份，氢氧化镁3
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5份，聚二甲基二烯丙基氯化铵2
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4份，并超声分散2h，再以3000rpm的速度离心，真空烘干后研磨，过200
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400目筛制得助剂，助剂和混合溶液的质量比为1：50
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100，将助剂添加入混合溶液中，将混合溶液转入50mL水热反应釜中，在90℃下反应10h；第三步，将第二步得到的产品液进行离心分离，将离心分离得到的沉淀用超纯水洗涤至上清液透明后烘干研磨，烘干的温度为80℃，得到除氟用尿素胶吸附材料。
[0028]实施例2：一种除氟用尿素胶吸附材料及其制备方法，步骤为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种除氟用尿素胶吸附材料的制备方法，其特征在于：所述制备方法具体步骤为：第一步：将氯化铝溶液与尿素溶液按比例进行混合，获得混合溶液；第二步，将混合溶液转入水热反应釜中，在90
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100℃下反应≥10h；第三步，将第二步得到的产品液进行离心分离，将离心分离得到的沉淀洗涤后烘干研磨，得到除氟用尿素胶吸附材料。2.根据权利要求1所述除氟用尿素胶吸附材料的制备方法，其特征在于：所述第一步中所述氯化铝溶液、尿素溶液的摩尔比为1:1
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2，体积比为1:0.9
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1.1。3.根据权利要求1所述除氟用尿素胶吸附材料的制备方法，其特征在于：所述第二步中所述水热反应釜容量为50mL。4.根据权利要求1所述除氟用尿素胶吸附材料的制备方法，其特征在于：所述第二步中混合溶液转入水热反应釜前，在混合溶液中还添加有助剂，先按质量份数配比称取氯化钙1
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5份，聚合硅...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶长青，宋明珊，李舒舒，周清稳，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：