微波辅助制备铝锆柱撑膨润土去除水中氟离子的研究

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1、微波辅助制备铝锆柱撑膨润土去除水中氟离子的研究摘要人体长期摄取高氟饮用水能导致氟斑牙、氟骨症甚至神经的损害。常用的除氟方法有离子交换法、沉淀法、吸附法等。吸附法以实用、经济等优点在低污染的水处理中一直占据重要位置，其效果的好坏取决于吸附剂的性能。因此，研究与之匹配的廉价、高效的吸附剂是吸附法关注的热点。膨润土系天然粘土矿物原料，来源广泛，价格低廉，具有一定的吸附容量；经柱撑改性后，铝锆柱撑膨润土(MicrowaveaidedsynthesizedA1-ZrPillaredBentonite，MAZPB)的比表面积、氟离子

2、吸附容量均增大。本文探索MAZPB的制备条件并将其应用于水中氟离子的吸附，得到的研究结果如下：(1)影响制备MAZPB的主要因素是微波功率，其次是铝锆比，烘干时间和微波时间。最佳制备MAZPB工艺条件：铝锆摩尔比为12、烘干时间为6h、微波加热时间为2．5min、微波功率为280W。(2)经过实验考察投加量、pH、振荡器速度、氟离子初始浓度、反应温度、时间、地下水常见阴阳离子等因素对MAZPB除氟性能的影响。水体共存阴阳离子是影响MAZPB性能的显著因素。MAZPB从酸性至碱性(pH为3．5，---10)均有较好的除氟效

3、果。高浓度的Fe3+及C032-离子能明显抑制MAZPB对F一的吸附。吸附F一饱和的MAZPB易于解吸，以明矾溶液为再生液再生后的MAZPB的除氟率为81．93％。MAZPB处理F一浓度为8mg·L_1含氟水的吸附过程符合Lagergren二级动力学方程；MAZPB对F．的吸附等温线可以由Freundlich方程进行较好的拟合。(3)为探索实际处理含氟水的工艺条件，采用吸附实验和吸附柱实验相结合的方法。MAZPB存在溶胀，渗透性差等缺点不利于进行动态的进行，故本实验选用海藻酸钠作为包埋剂实现MAZPB的颗粒化即凝胶球来开

4、展研究。吸附柱实验结果表明，吸附曲线的穿透点与模拟含氟水的流速、氟离子的初始浓度、柱高等因素有关。流速越慢，凝胶球柱子越高，穿透点到达的时间越长；初始氟离子浓度越大，凝胶球吸附量越大。将凝胶球分别运用于江水、自来水模拟含氟水及南宁某温泉水中均有较好的去除效果。研究表明MAZPB及凝胶球均有良好的除氟性能，能够有效去除含氟水中的氟离子使之达到中国生活饮用水水质标准。关键词：微波辅助吸附机理铝锆柱撑膨润土氟离子吸附nconcentrationcaninducemottlingofteeth，softeningofbones，

5、evenneurologicaldamages．Removaloffluoridefromdrinkingwater,ordefluoridation，isnormallyaccomplishedbyadsorption，ionexchangeandprecipitation．Comparedtoothertechniques，adsorptionhasbeenapprovedtobemoreeffectiveandeconomicalforwastewatertreatmentatlowpollutantconcent

6、ration．Adsorptioncapacityisrelatedtothepropertiesofadsorbent(e．g．surfacearea,porosity，substantialmicroporecontent)．Bentoniteisatypeofnaturalclaymineralwhichiswidelydistributedandhasaquitelargesurfacearea．MicrowaveaidedsynthesisCanenhance舢-ZrPillaredBentonite(MAZP

7、B)surfaceareaandconsequentlyincreasethefluorideuptakecapacity．TheobjectiveofpresentworkistoinvestigatethesynthesisandcharacterizationofMAZPBanditsapplicationfortheremovaloffluoridefromaqueoussolution．ThemainconclusionsCanbelistedasfollows：(1)Asystematicstudyofdif

8、ferentparameterswasundertakensuchasIIImicrowavepower，theratioofZr／AI，microwaveirritationtimeanddrytemperature．TheoptimalconditionsofpreparingMAZPBweredetermine