硫酸铝改性壳聚糖-沸石-高岭土复合吸附剂去除矿井水氟的实验研究
发布时间：2021-06-06 22:10
氟是人体不可或缺的微量元素之一,摄入过量或缺少都对人体产生危害。中国是世界上高氟水国家之一,截止到2017年,受地氟病影响的人数达到了1300多万人,尤其在中国的边远地区,正面临着饮用高氟水带来危害的状况。为了降低高氟水区居民的饮用水安全,寻找高效、经济、简便的吸附剂非常有意义,本研究以沸石为载体,壳聚糖和硫酸铝为改性剂,合成了一种新型联合改性除氟吸附剂,通过对壳聚糖、沸石、高岭土的物料配比、硫酸铝浓度、pH、煅烧温度的优化,并对该吸附剂进行表征以及探究其除氟性能和机理。正交试验优化壳聚糖、沸石、高岭土的物料配比以及通过单因素实验验证硫酸铝浓度、pH、煅烧温度的最优化改性条件。得到当壳聚糖、沸石、高岭土物料配比为0.6:1.0:0.5,硫酸铝浓度25 g·L-1,pH 9.0,煅烧温度200℃条件下改性吸附剂,可使得吸附剂具有较佳吸附容量和除氟性能。通过使用扫描电子显微镜,X射线衍射谱图,X射线光电子能谱,能谱（EDS）等仪器对改性吸附剂进行了表征分析。结果表明:改性后复合吸附剂表面颗粒孔隙度增大,有较多对外扩张结构,说明改性后能够增加更多吸附活性位点,增强吸附能...
【文章来源】：安徽大学安徽省 211工程院校
【文章页数】：56 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
中国浅层地下水中氟含量
安徽大学硕士学位论文9利用硫酸铝和壳聚糖联合改性除氟，即发挥了硫酸铝溶水后酸性的特点，作为酸性物质优先处理沸石，增大沸石的比表面积和增强吸附活性位点，同时铝离子和氟之间的强络合作用，增强吸附氟的能力；同时改性后壳聚糖大量羟基会静电吸引氟离子。由于单一使用硫酸铝和壳聚糖改性沸石除氟，具有较好的除氟效果，因此探究硫酸铝和壳聚糖交联改性沸石，是否有更强的除氟性能；另一方面，近些年来，有研究者通过壳聚糖和稀土类元素联合使用除氟，取得了很好的效果，但稀土类元素价格昂贵，不适合大量使用，所以通过使用硫酸铝替代稀土元素，比较替换后的除氟性能。利用研制好的高效除氟剂作用于高氟地区，将降低高氟地区地下水氟含量及对人体的危害作用，可以有利于保障人类身体健康。综上所述，此类吸附剂的研制既实现了物质的资源化利用，而且能够做到高效、经济、环保及一定的社会意义。1.4.4研究技术路线本论文的研究技术路线见图1-1图1-1：技术路线图Fig.1-1:Technologyroadmap
安徽大学硕士学位论文 效果增强，吸附量增加。当达到 25 g·L-1时，达到最大；超过 25 g·L-1，吸附容量又呈下降趋势。主要原因为随着硫酸铝浓度的增强，附着在沸石表面的铝离子增多，Al3+对 F-有很高的亲和性，在水溶液中能够发生络合沉淀，同时 Al3+在反应过程中生成的 Al(OH)3絮体，所以当铝离子增多，有利于吸附除氟性能。但是当铝离子浓度超过了 25 g·L-1时，吸附容量开始下降，其原因可能是水溶液中铝离子浓度过高，改变了水体的酸碱性，而且 Al(OH)3絮体过多影响水体性质，不利于改性剂对氟离子的吸附[78]。本研究选择 25 g·L-1为硫酸铝的最佳改性浓度。
【参考文献】：
期刊论文
[1]贵州省燃煤污染型氟中毒重点病区居民主食防氟行为调查[J]. 高静,叶红兵,安冬,姚丹成,李达圣,张伯友,张念恒,胡小强,王晓明. 中国地方病防治杂志. 2019(02)
[2]锆改性壳聚糖-沸石-高岭土复合吸附剂的制备及饮水除氟应用[J]. 陈静娴,陈红红,李晓华,何雪娟. 环境与健康杂志. 2017(01)
[3]含氟废水处理的研究进展[J]. 汪柏春,赵萌. 价值工程. 2016(29)
[4]负载镧镁改性活性氧化铝的除氟性能[J]. 张小磊,李尚明,李红艳,韩晓峰,张峰,孟庆兰. 环境工程学报. 2016(08)
[5]化学沉淀法处理高浓度含氟废水的研究[J]. 窦若岸,陈彬彬,罗生乔,罗凯. 有机氟工业. 2016(02)
[6]高氟水处理吸附剂的研究进展[J]. 聂文博,郭敏,李林霜,丁文川,何梅. 广州化工. 2015(20)
[7]国内除氟吸附剂的研究进展[J]. 陈杰山. 广州化工. 2015(19)
[8]铁负载壳聚糖颗粒吸附除氟研究[J]. 张静,陈男,冯传平. 水处理技术. 2015(07)
[9]载铝改性沸石除氟的热力学和动力学机理研究[J]. 李冰川,马志军. 硅酸盐通报. 2015(02)
[10]水体除氟方法的最新研究进展[J]. 郑丹阳,耿存珍. 环境科学与管理. 2014(11)
硕士论文
[1]载镧聚丙烯腈纤维除氟性能研究[D]. 韩洛利.郑州大学 2013
[2]新型深度除氟改性树脂的制备、表征及特性研究[D]. 刘晶.南京大学 2011
[3]基于新型交联剂的改性壳聚糖制备及除氟性能研究[D]. 李永富.中国海洋大学 2011
[4]稀土负载粉煤灰吸附剂的制备及其对地下水中氟的去除研究[D]. 杨磊.内蒙古大学 2009
[5]聚丙烯腈基离子交换纤维的制备及其应用性能研究[D]. 董晶.天津工业大学 2007
本文编号：3215233
【文章来源】：安徽大学安徽省 211工程院校
【文章页数】：56 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
中国浅层地下水中氟含量
安徽大学硕士学位论文9利用硫酸铝和壳聚糖联合改性除氟，即发挥了硫酸铝溶水后酸性的特点，作为酸性物质优先处理沸石，增大沸石的比表面积和增强吸附活性位点，同时铝离子和氟之间的强络合作用，增强吸附氟的能力；同时改性后壳聚糖大量羟基会静电吸引氟离子。由于单一使用硫酸铝和壳聚糖改性沸石除氟，具有较好的除氟效果，因此探究硫酸铝和壳聚糖交联改性沸石，是否有更强的除氟性能；另一方面，近些年来，有研究者通过壳聚糖和稀土类元素联合使用除氟，取得了很好的效果，但稀土类元素价格昂贵，不适合大量使用，所以通过使用硫酸铝替代稀土元素，比较替换后的除氟性能。利用研制好的高效除氟剂作用于高氟地区，将降低高氟地区地下水氟含量及对人体的危害作用，可以有利于保障人类身体健康。综上所述，此类吸附剂的研制既实现了物质的资源化利用，而且能够做到高效、经济、环保及一定的社会意义。1.4.4研究技术路线本论文的研究技术路线见图1-1图1-1：技术路线图Fig.1-1:Technologyroadmap
安徽大学硕士学位论文 效果增强，吸附量增加。当达到 25 g·L-1时，达到最大；超过 25 g·L-1，吸附容量又呈下降趋势。主要原因为随着硫酸铝浓度的增强，附着在沸石表面的铝离子增多，Al3+对 F-有很高的亲和性，在水溶液中能够发生络合沉淀，同时 Al3+在反应过程中生成的 Al(OH)3絮体，所以当铝离子增多，有利于吸附除氟性能。但是当铝离子浓度超过了 25 g·L-1时，吸附容量开始下降，其原因可能是水溶液中铝离子浓度过高，改变了水体的酸碱性，而且 Al(OH)3絮体过多影响水体性质，不利于改性剂对氟离子的吸附[78]。本研究选择 25 g·L-1为硫酸铝的最佳改性浓度。
【参考文献】：
期刊论文
[1]贵州省燃煤污染型氟中毒重点病区居民主食防氟行为调查[J]. 高静,叶红兵,安冬,姚丹成,李达圣,张伯友,张念恒,胡小强,王晓明. 中国地方病防治杂志. 2019(02)
[2]锆改性壳聚糖-沸石-高岭土复合吸附剂的制备及饮水除氟应用[J]. 陈静娴,陈红红,李晓华,何雪娟. 环境与健康杂志. 2017(01)
[3]含氟废水处理的研究进展[J]. 汪柏春,赵萌. 价值工程. 2016(29)
[4]负载镧镁改性活性氧化铝的除氟性能[J]. 张小磊,李尚明,李红艳,韩晓峰,张峰,孟庆兰. 环境工程学报. 2016(08)
[5]化学沉淀法处理高浓度含氟废水的研究[J]. 窦若岸,陈彬彬,罗生乔,罗凯. 有机氟工业. 2016(02)
[6]高氟水处理吸附剂的研究进展[J]. 聂文博,郭敏,李林霜,丁文川,何梅. 广州化工. 2015(20)
[7]国内除氟吸附剂的研究进展[J]. 陈杰山. 广州化工. 2015(19)
[8]铁负载壳聚糖颗粒吸附除氟研究[J]. 张静,陈男,冯传平. 水处理技术. 2015(07)
[9]载铝改性沸石除氟的热力学和动力学机理研究[J]. 李冰川,马志军. 硅酸盐通报. 2015(02)
[10]水体除氟方法的最新研究进展[J]. 郑丹阳,耿存珍. 环境科学与管理. 2014(11)
硕士论文
[1]载镧聚丙烯腈纤维除氟性能研究[D]. 韩洛利.郑州大学 2013
[2]新型深度除氟改性树脂的制备、表征及特性研究[D]. 刘晶.南京大学 2011
[3]基于新型交联剂的改性壳聚糖制备及除氟性能研究[D]. 李永富.中国海洋大学 2011
[4]稀土负载粉煤灰吸附剂的制备及其对地下水中氟的去除研究[D]. 杨磊.内蒙古大学 2009
[5]聚丙烯腈基离子交换纤维的制备及其应用性能研究[D]. 董晶.天津工业大学 2007
本文编号：3215233
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