氟是人体生命活动中必需的微量元素之一,但若氟化物摄入超量容易引起氟牙症、氟骨症等疾病。我国《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)规定饮用水中氟离子浓度应小于1.0mg/L,但部分农村的地下水氟离子浓度处于1.1mg/L~15mg/L之间。因此,快速有效保障饮用水中氟离子浓度达标,减少饮用水型氟中毒刻不容缓。
吸附法具有低成本、易操作、可重复使用等特点,常用于水的除氟。活性炭因其表面积大、孔结构发达、表面官能团丰富,是吸附法去除污染物的最常用材料。然而对于阴离子型水污染物,单独使用活性炭的效果并不理想,有研究发现利用金属氧化物或氢氧化物改性的活性炭可以提高其对氟离子的吸附选择性。活性氧化铝被认为是最有效的除氟剂之一。因此,通过探究铝改性活性炭(Al-AC)最佳制备温度,并考察所制得的Al-AC在投加量、吸附时间和初始浓度等不同条件下对去除水体中氟化物的性能影响。
1、材料与方法
1.1 材料
活性炭(AC)为市售所购,NaF、AlCl3、氨水等为西陇科学股份有限公司产品。
1.2 铝改性活性炭的制备
将5g活性炭(AC)加入100mL的0.3mol/LAlCl3溶液并搅匀,同时用3mol/L氨水将溶液pH调至7,静置沉淀完全后过滤分离,将沉淀物于100℃烘箱烘2小时,后移入氮气氛炉中烧制,烧制条件:以升温速率10℃/min升温至目标温度,维持2小时,后在氮气氛下自然降至室温。取出样品研磨备用,得成品即为铝改性活性炭(Al-AC)。
1.3 氟离子吸附实验
1.3.1 投加量对氟离子吸附的影响
分别称取Al-AC0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.1g置于50ml锥形瓶,各加入浓度10mg/L的氟溶液10mL,在25℃、搅拌转速150r/min条件下吸附120min,过滤分离后,使用氟离子电极法测量滤液中F-的浓度。
1.3.2 吸附时间对氟离子吸附的影响
取9份Al-AC各0.04g,置于50ml锥形瓶,分别加入浓度10mg/L的氟溶液10mL,在25℃、搅拌转速150r/min条件下分别吸附5、15、30、60、120、180、240、300、36
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