【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于环境保护水处理，具体涉及一种免再生高效含碳铝除氟剂及其制备方法。
技术介绍
1、适量的氟化物对于牙齿发育和骨骼健康有益，但长期暴露会导致氟中毒、肾脏损伤甚至癌症。氟化物主要通过自然界的饮用水和食物进入人体，其中饮用水中的氟化物含量受地壳中氟化物含量以及工业废水排放的影响。相比单独暴露在外的氟化物，饮用水中的氟化物对人类健康的危害更大。因此，除氟是解决饮用水中氟化物超标问题的唯一可行方法。
2、目前已成熟应用的除氟吸附剂主要是活性氧化铝，然而该产品存在比表面积较小、吸附能力低(一般低于10mg/g)、仅适用于酸性环境、成本较高等问题。近年来，出现了一种介孔氧化铝作为除氟吸附剂，由于其较大的比表面积，吸附除氟能力显著提高，一般可达到100mg/g以上。然而，该方法的制备工艺复杂，通常需要使用有机原料如有机溶剂、表面活性剂和醇铝等，存在原料有毒、环境不友好、成本高昂等局限。此外，传统吸附剂都存在使用寿命和再生问题，尤其是再生过程需要大量化学试剂，增加了成本并对环境造成污染。
3、中国专利cn113501599公开了一种含氟废水的处理方法，步骤为：(1)将将壳聚糖溶于酸溶液中，加入由椰壳炭，硅藻土和蒙脱石组成的混合物粉体并搅拌均匀，然后加入铁盐溶液，调节溶液ph值，将所得混合物继续浸泡后过滤，用水洗涤所得固体，将所得固体烘干即可制得羧基化壳聚糖联合铁盐改性的吸附剂；往含氟废水中加入水溶性铝源除氟剂进行超声振荡除氟反应，控制反应过程中含氟废水的ph值，制得含冰晶石的混合液；制得的含冰晶石混合液过滤回收
技术实现思路
1、解决的技术问题：
2、本申请针对现有技术的不足，解决了现有技术中比表面积较小，吸附能力低，仅适用于酸性范围，成本较高等技术问题，提供了一种免再生高效含碳铝除氟剂及其制备方法，能够在长时间使用后仍保持良好的除氟性能，避免了再生过程中使用大量化学试剂所带来的成本和环境压力。同时，无需再生的除氟剂也减少了操作复杂性，降低了使用门槛，更易于推广应用。通过开发出这种新型除氟吸附剂，能够有效解决目前吸附方法中存在的再生问题，为饮用水中氟化物超标问题提供了更可行和可持续的解决方案，以解决传统吸附剂制备过程复杂、吸附能力低、可再生性差(目前市面上还没有出现无需使用再生液解析再生的除氟剂)、使用有机醇铝和高分子模板试剂等问题。
3、技术方案：
4、为实现上述目的，本申请通过以下技术方案予以实现：
5、一种免再生高效含碳铝除氟剂的制备方法，具体包括如下步骤：
6、步骤1：按质量体积比称取偏铝酸钠干燥粉末：有机酸溶液：纳米氧化物＝2-10g：100ml：2-5g，将偏铝酸钠干燥粉末和纳米氧化物置于烧杯中，加入有机酸溶液，搅拌30-150min；
7、步骤2：将步骤1搅拌结束后的溶液，倒入水热反应釜中，140-240℃下水热反应1-5h；
8、步骤3：将步骤2水热反应结束后的反应釜自然冷却，取出釜中样品离心后采用蒸馏水洗涤一次，再次离心后用乙醇洗涤一次，再次离心后用蒸馏水洗一次；
9、步骤4：将步骤3中三次洗涤结束后的样品放入真空干燥箱中，70～80℃下真空干燥；
10、步骤5：将步骤4真空干燥后的样品放入马弗炉中热解即得免再生高效含碳铝除氟剂。
11、作为本申请的一种优选技术方案：所述步骤1中有机酸是低分子有机酸，纳米氧化物是无机纳米颗粒物。
12、作为本申请的一种优选技术方案：所述低分子有机酸为乙酸、丙酸、苯甲酸、柠檬酸、乳酸中的一种或几种；所述无机纳米颗粒物是纳米氧化硅、纳米氧化镁、纳米氧化钙中的一种或几种。
13、作为本申请的一种优选技术方案：所述步骤1中搅拌条件为磁力搅拌或玻棒搅拌。
14、作为本申请的一种优选技术方案：所述步骤1中搅拌速度是100～300rpm。
15、作为本申请的一种优选技术方案：所述步骤3中离心转速是12000～16000rpm，每次离心时间是3-5min。
16、作为本申请的一种优选技术方案：所述步骤3中乙醇或蒸馏水洗涤用量是40-50ml。
17、作为本申请的一种优选技术方案：所述步骤4真空干燥箱中干燥时间为8～10h。
18、作为本申请的一种优选技术方案：所述步骤5中热解条件是缺氧条件下，温度是300～550℃，热解时间是1～5h。
19、本申请还公开了上述任一制备方法制得的免再生高效含碳铝除氟剂。
20、有益效果：
21、本申请提供了一种免再生高效含碳铝除氟剂及其制备方法，与现有技术相比，具备以下有益效果：
22、1.合成简便：该技术采用简化的合成工艺，减少了制备过程中的复杂步骤和所需原料，使得吸附剂的合成更加简单和高效，降低了使用门槛，更易于推广应用；
23、2.高效快速除氟：新型除氟剂具有较大的比表面积，能够提供更多的吸附位点，从而显著提高除氟能力，其高效的吸附速度能够迅速去除水中的氟化物，实现快速除氟效果；
24、3.低成本：该技术采用经济实用的原料和简化的制备工艺，降低了除氟剂的制备成本，使其更具商业化应用潜力；
25、4.无毒性：新型除氟剂采用无毒的原料，避免了传统除氟剂中可能存在的有机溶剂和高分子模板试剂的潜在毒性问题，确保了水质的安全性；
26、5.免再生：与传统除氟剂需要经常进行再生的方式不同，该技术所开发的除氟剂无需再生即可持续有效地除氟，这减少了操作复杂性和使用成本，同时避免了再生过程可能带来的环境污染问题，这是一种革命性的技术突破；
27、6.通过以上特点，本技术能够实现高效、快速、低成本、无毒的除氟吸附剂制备，提高除氟效率，为解决饮用水中氟化物超标问题提供可行且可持续的解决方案。
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1.一种免再生高效含碳铝除氟剂的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述免再生高效含碳铝除氟剂的制备方法，其特征在于：所述步骤1中有机酸是低分子有机酸，纳米氧化物是无机纳米颗粒物。
3.根据权利要求2所述免再生高效含碳铝除氟剂的制备方法，其特征在于：所述低分子有机酸为乙酸、丙酸、苯甲酸、柠檬酸、乳酸中的一种或几种，所述无机纳米颗粒物是纳米氧化硅、纳米氧化镁、纳米氧化钙中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述免再生高效含碳铝除氟剂的制备方法，其特征在于：所述步骤1中搅拌条件为磁力搅拌或玻棒搅拌。
5.根据权利要求1所述免再生高效含碳铝除氟剂的制备方法，其特征在于：所述步骤1中搅拌速度是100～300rpm。
6.根据权利要求1所述免再生高效含碳铝除氟剂的制备方法，其特征在于：所述步骤3中离心转速是12000～16000rpm，每次离心时间是3-5min。
7.根据权利要求1所述免再生高效含碳铝除氟剂的制备方法，其特征在于：所述步骤3中乙醇或蒸馏水洗涤用量是40-50ml。
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9.根据权利要求1所述免再生高效含碳铝除氟剂的制备方法，其特征在于，所述步骤5中热解条件是缺氧条件下，温度是300～550℃，热解时间是1～5h。
10.一种权利要求1-9任一所述制备方法制得的免再生高效含碳铝除氟剂。
...【技术特征摘要】
1.一种免再生高效含碳铝除氟剂的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述免再生高效含碳铝除氟剂的制备方法，其特征在于：所述步骤1中有机酸是低分子有机酸，纳米氧化物是无机纳米颗粒物。
3.根据权利要求2所述免再生高效含碳铝除氟剂的制备方法，其特征在于：所述低分子有机酸为乙酸、丙酸、苯甲酸、柠檬酸、乳酸中的一种或几种，所述无机纳米颗粒物是纳米氧化硅、纳米氧化镁、纳米氧化钙中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述免再生高效含碳铝除氟剂的制备方法，其特征在于：所述步骤1中搅拌条件为磁力搅拌或玻棒搅拌。
5.根据权利要求1所述免再生高效含碳铝除氟剂的制备方法，其特征在于：所述步骤1中搅拌速度是100～30...
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