活性氧化鋁及其再生氧化鋁對水中氟離子的吸附

編號：CYYJ01922

篇名：活性氧化鋁及其再生氧化鋁對水中氟離子的吸附

作者：徐向宇 廖艷清 孫建川 王旭輝 陳帥奇 呂志 宋家慶

關(guān)鍵詞： 除氟 再生 活性氧化鋁 突破曲線 ZETA電位

機構(gòu)： 北京化工大學(xué)化學(xué)工程國家重點實驗室

摘要： 水的氟污染是全世界普遍存在的問題,因此受到了人們的極大關(guān)注。我們研究重點是使用活性氧化鋁及再生后的活性氧化鋁脫除水中的氟離子。為了得到合適的吸附劑,我們將工業(yè)薄水鋁石在573K至1473K范圍內(nèi)進行煅燒,并對其進行表征。從X射線衍射圖中可以看出,當(dāng)煅燒溫度在773K至1473K之間時,樣品轉(zhuǎn)化為γ-氧化鋁(活性氧化鋁)。且BET數(shù)據(jù)顯示,當(dāng)煅燒溫度在773K至1473K之間時,樣品的比表面積逐漸降低。在本實驗中,我們選用773K、873K、973K煅燒的活性氧化鋁作為除氟吸附劑,同時選用動態(tài)吸附法移除水中的氟離子。突破曲線表明吸附容量隨著煅燒溫度的增加而降低。為了研究氟離子的初始濃度對吸附容量的影響,我們選用15mg.L.1、20mg.L.1、25mg.L.1的氟離子溶液作為初始溶液,且吸附劑的吸附容量隨著初始濃度的增加而增加。當(dāng)活性氧化鋁吸附氟離子達到飽和后,用pH值為13.0、13.3和13.5的氫氧化鈉溶液對其再生,并用0.1mol.L.1的鹽酸溶液對其進行活化以提高吸附劑的吸附能力。通過比較五次再生過程中的解吸率和鋁溶解率,可以看出pH值為13.0的氫氧化鈉溶液最適合作解吸劑。通過分析吸附劑的氮氣吸-脫附等溫線,發(fā)現(xiàn)再生后的吸附劑的氮氣吸脫附等溫線的形狀并沒有發(fā)生很大的變化,說明再生過程中吸附劑的孔結(jié)構(gòu)并沒有被破壞。五次再生過程中吸附劑的比表面積和等電點的變化是影響吸附容量很重要的兩個因素,發(fā)現(xiàn)吸附劑再生后其比表面積和等電點均增加。為檢測再生吸附劑的吸附效果,每次再生后都需要進行一次吸附實驗。突破曲線表明,和初始活性氧化鋁相比,再生后達到飽和所用的時間更短,吸附量越大。為了探究吸附機理,我們用紅外光譜表征吸附劑中的羥基,發(fā)現(xiàn)再生過程中吸附劑中Al―O―H含量的變化是影響活性氧化鋁對氟離子吸附量的關(guān)鍵因素�