本发明专利技术公开了一种利用负载铈氧化物的凹凸棒土去除水中氟的方法，在欲净化的水体中加入其质量0.0001～0.001倍的负载铈氧化物的凹凸棒土作为吸附剂，在温度为15～35℃、pH为2.0～11.0的条件下吸附水中的氟离子污染物，吸附时间为1min～4h，然后收集负载铈氧化物的凹凸棒土，净化水体中的氟离子污染物。经过表面修饰之后，负载铈氧化物的凹凸棒土对水中氟离子的吸附效果得到显著提高，作为吸附去除水体中的氟类污染物的吸附剂。本发明专利技术操作简单，材料易得，成本低廉，处理效果显著。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水中氟的净化
，涉及。
技术介绍
氟是人体所必需的微量元素之一，适量的氟对于维持骨骼和牙齿发育是必不可少的。饮用水中氟的适宜浓度在0. 5 1. Omg/L之间。长期饮用氟含量过低的水会造成龋齿； 长期饮用氟含量过高的水，将导致氟中毒，引发氟斑牙症、氟骨病甲状腺损伤和肾损害等疾病，同时也会对环境产生严重影响。我国是饮用水型氟中毒危害较严重的国家之一，至少有1亿人居住在高氟地区， 病区分布在四个省、市、区，尤其是西北、东北等边远地区和经济落后的农村地区。含氟矿石的开采加工、金属冶炼、铝电解、焦炭、电子、玻璃、电镀、化肥、农药、化工等行业生产的废水常含有高浓度的氟化物，排入水体后造成环境污染，引起人们的高度关注。因此，寻找一条合适途径解决含氟废水问题极为迫切。目前，国内外常用的除氟方法主要有沉淀法、电凝聚法、反渗透法、离子交换法、膜分离法和吸附法。其中，电凝聚法和反渗透法具有较好的去除效果，但费用较高；离子交换法、膜分离法和沉淀法选择性相对较差，去除能力有限；吸附法因效率高、操作简便等优点而受到广泛关注。吸附作用或简称吸附是在界面层中一个组分或多个组分的浓度与它们在体相中浓度不同的界面现象。在固体和液体组成的两相体系中，吸附主要是指利用固体吸附剂的物理吸附和化学吸附去除液相中污染物的过程。据报道，去除水中氟离子常用的吸附剂有活性炭、活性氧化铝、骨炭、和非粮生物质材料等，然而这些材料吸附容量普遍不高。活性炭对水中的氟离子的吸附量不到lmg/g，此外，活性炭材料的再生加为复杂。活性氧化铝除氟是国内外应用最广泛、最成功的除氟方法，其除氟容量高，处理费用低，但设备投资高，接触强酸强碱安全性差，同时还存在机械强度差等不足。骨炭的应用数量仅次于活性氧化铝，其缺陷在于吸附容量低，再生剂消耗大，再生时间长，再生工艺复杂或衰减较快，资源有限，成本较高。近年的研究表明，稀土元素的水合氧化物对氟离子具有较高的吸附容量和较好的选择性，可以做为较优的除氟吸附剂。同时，为了尽可能地提高这些金属的利用率，将特定形态的金属负载在不同的载体上制备氟的吸附材料已引起人们的关注，这种充分利用表相反应的处理方式，很好地解决了该种吸附剂的经济适用性问题。凹凸棒粘土价格低廉，是一种具有链层状结构的含水富镁铝硅酸盐粘土矿物，呈细小的棒状、纤维状晶体形态，有较大的比表面积和较强的吸附性能，又属于天然矿物纳米材料。铈是一种较为常见的稀土元素。因此，在凹凸棒粘土表面负载铈的氧化物，既充分利用了凹凸棒粘土大的比表面积和稳定的结构，又充分利用了铈水合氧化物对氟的高校吸附能力，在除氟方面具有潜在的应用前景。
技术实现思路
本专利技术解决的问题在于提供，吸附去除水中的氟污染物，具有良好的环境和经济效益。本专利技术是通过以下技术方案来实现，包括以下步骤1)将凹凸棒土与铈氧化物按照2 5 1的质量比在60 80°C的水中充分搅拌混勻，然后按照铈氧化物六次甲基四胺=1 2 5的摩尔比加入六次甲基四胺，充分搅拌反应2 证；冷却后过滤分离，将反应产物再用水充分清洗，烘干并充分研磨；2)将研磨后的产物在200 500°C下焙烧2 证，得到负载铈氧化物的凹凸棒土 ；3)在欲净化的水体中加入其质量0. 0001 0. 001倍的负载铈氧化物的凹凸棒土作为吸附剂，在温度为15 35°C、pH为2. 0 11. 0的条件下吸附水中的氟离子污染物，吸附时间为Imin 4h，然后收集负载铈氧化物的凹凸棒土，净化水体中的氟离子污染物。所述的铈氧化物为二氧化铈或硝酸铈。所述的凹凸棒土还进行以下预处理将凹凸棒土分散于水中超声10 30min，静置后去除底部沉淀，过滤并收集凹凸棒土，烘干并研磨；然后将凹凸棒土加入到0. 1 lmol/L的盐酸中充分搅拌1 2h，过滤并用水充分清洗凹凸棒土至洗脱水为中性，烘干并研磨。所述的欲净化的水体中氟离子污染物的浓度为5 60mg/L。一种负载铈氧化物的凹凸棒土，是将凹凸棒土与铈氧化物按照2 5 1的质量比在含有六次甲基四胺的水中混勻后，再在200 500°C下焙烧得到的。所述的铈氧化物为二氧化铈或硝酸铈。所述的负载铈氧化物的凹凸棒土作为吸附剂应用于水体中氟离子污染物的净化。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果本专利技术提供利用负载铈氧化物的凹凸棒土去除水中氟的方法，鉴于金属元素的水合氧化物对氟离子具有较高的吸附容量和选择性；凹凸棒粘土表面易于修饰，以凹凸棒粘土负载的铈氧化物为吸附剂，吸附去除水中的氟污染物。经过表面修饰之后，负载铈氧化物的凹凸棒土对水中氟离子的吸附效果得到显著提高，作为吸附去除水体中的氟类污染物的吸附剂。以负载了铈氧化物的凹凸棒土为吸附剂，对水中的氟离子进行吸附处理。吸附可采用动态连续过程或静态间歇过程。所处理的污染水是含氟离子的微污染水源水，吸附剂和微污染水质量比为1 1900 2100，其中氟离子的初始浓度范围为5 60mg/L。吸附时间为Imin 4h，吸附效果随着时间的增长而增加。吸附40min后，基本达到平衡。负载了铈氧化物的凹凸棒土为吸附剂去除水中的氟类污染物时，表现出显著优于传统吸附材料 (如活性炭)的吸附性能。此外，本专利技术操作简单，材料易得，成本低廉，处理效果显著。因此，本专利技术用于去除微污染水源水中的氟离子，具有良好的环境和经济效益。具体实施例方式本专利技术以负载了铈氧化物的凹凸棒土为吸附剂，对水中的氟离子进行吸附处理， 吸附时间为Imin 4h，吸附效果随着时间的增长而增加。吸附40min后，基本达到平衡。 下面结合具体的实施例和腐殖酸去除效果的检测对本专利技术做进一步的详细说明，所述是对本专利技术的解释而不是限定。实施例1利用负载铈氧化物的凹凸棒土去除水中氟的方法，包括以下步骤1)将凹凸棒土 5g分散在IOOmL水中，加入6. 35g六水合硝酸铈，水浴恒温(75°C ) 搅拌lh，然后按照铈氧化物六次甲基四胺=1 5的摩尔比加入六次甲基四胺，充分搅拌反应池；将反应后的溶液放置冷却，冷却后过滤分离，将反应产物再用水充分清洗，烘干并充分研磨；2)将研磨后的产物在300°C下焙烧2h，得到负载铈氧化物的凹凸棒土 ；3)在欲净化的水体中加入其质量0. 0005倍的负载铈氧化物的凹凸棒土作为吸附剂，在温度为15°C、pH为6.0的条件下吸附水中的氟离子污染物，吸附时间为20min，然后收集负载铈氧化物的凹凸棒土，净化水体中的氟离子污染物。氟离子初始浓度为20mg/L，吸附剂和微污染水源水的质量比取1 2000，吸附剂在pH = 6条件下进行，吸附温度为25°C，吸附4h后，吸附量为9. 9mg/g。本实施例及以下实施例或对比例中，吸附量是指每克吸附剂所吸附的氟离子的质量。实施例2利用负载铈氧化物的凹凸棒土去除水中氟的方法，包括以下步骤1)首先凹凸棒土还进行以下预处理将凹凸棒土分散于水中超声lOmin，静置后去除底部沉淀，过滤并收集凹凸棒土， 烘干并研磨；然后将凹凸棒土加入到lmol/L的盐酸中充分搅拌lh(质量体积比为1 10)， 过滤并用水充分清洗凹凸棒土至洗脱水为中性，烘干并研磨。将凹凸棒土 5g分散在IOOmL水中，加入6. 35g六水合硝酸铈，水浴恒温(80°C )搅拌lh，然后按照铈氧化物六次甲本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种利用负载铈氧化物的凹凸棒土去除水中氟的方法，其特征在于，包括以下步骤：１）将凹凸棒土与铈氧化物按照２～５∶１的质量比在６０～８０℃的水中充分搅拌混匀，然后按照铈氧化物∶六次甲基四胺＝１∶２～５的摩尔比加入六次甲基四胺，充分搅拌反应２～５ｈ；冷却后过滤分离，将反应产物再用水充分清洗，烘干并充分研磨；２）将研磨后的产物在２００～５００℃下焙烧２～５ｈ，得到负载铈氧化物的凹凸棒土；３）在欲净化的水体中加入其质量０．０００１～０．００１倍的负载铈氧化物的凹凸棒土作为吸附剂，在温度为１５～３５℃、ｐＨ为２．０～１１．０的条件下吸附水中的氟离子污染物，吸附时间为１ｍｉｎ～４ｈ，然后收集负载铈氧化物的凹凸棒土，净化水体中的氟离子污染物。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王家宏，嫦娥，丁绍兰，毕丽娟，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：87
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。