改性氧化镁复合除氟剂的吸附性能研究

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1、华中科学硕士学位论文分类号学号M201273248学校代码10487密级硕士学位论文改性氧化镁复合除氟剂的吸附性能研究学位申请人韦慧颖：学科专业：环境工程指导教师：刘冬啟副教授答辩日期：2015.5.25AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreefortheMasterofEngineeringStudyOnCaneSugarModifiedMgOanditsPropertiesInFluorideRemovalCandidate:WeiHuiyingMajor:Environmen

2、talEngineeringSupervisor:AssocProf.LiuDongqiHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者

3、完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要氟元素对于保证人体的器官和组织正常运行起着至关重要的作用，但氟元素供应不足或过量均会影响人体各项机能指标。因此控制摄入氟的总量对人类健康具有重要意义。人体

4、内的氟大部分是通过长期饮用含氟水获得，而世界上许多国家和地区均出现过饮用水中氟元素超标的问题。目前，吸附法因具有成本低且高效的特点，在饮用水除氟中被人们普遍接受。而研究最多的是对新材料新工艺的探究和对传统材料吸附性能的改进研究。活性氧化镁是一种简单的金属氧化物，可用作除氟材料，但由于其除氟时达到平衡的时间较长且价格稍贵等限制因素较难在实际工程中应用。为了克服MgO的这一局限性并改善其脱氟性能，本实验引入蔗糖做改良剂，经过一系列制备条件的优化得到了氧化镁蔗糖复合除氟剂。Sol-gel法制得氧化镁/蔗糖复合除氟剂的最优化条件：蔗糖氧化镁质量比为5:4，煅烧时间和煅烧温度分别

5、为150min和400℃。本文通过静态批次实验考查了固液比、反应时间、溶液初始pH、原水氟浓度及其他阴离子对MgO-suc吸附剂除氟效果的影响。结果表明：固液比为2g/L，原水氟浓度为10mg/L条件下，反应70min即达到最大吸附量4.74mg/g，且MgO-suc除氟剂对溶液pH有很好的适应性。通过热力学实验及分析结果表明氧化镁/蔗糖的脱氟反应是自发的放热反应，Langmuir吸附等温模型可以较好的描述该除氟过程。对动力学试验数据的模拟结果显示，准二级动力学模型和粒子扩散模型可以较好的描述MgO-suc复合除氟剂的脱氟传质过程。MgO-suc复合除氟剂的反应机理涉及

6、氢键作用。通过动态实验考察了床层质量、进水流量、原水氟浓度、环境温度、pH及共存阴离子对运行效果的影响，并引入了Thomas模型和Yan模型对实验数据做穿透曲线的拟合。本文在理论研究的基础上，结合实际情况，证明了MgO-suc复合吸附剂除氟效果佳，环境适应性好，值得推广应用。关键词：氧化镁/蔗糖除氟吸附穿透曲线IV华中科技大学硕士学位论文AbstractAsweallknow,fluorineisanessentialelementforhumanhealth,whileexcessintakeoffluorinecaninducemanykindsofdiseases

7、.Thewayhumanintakeoffluorineinadditiontofood,mainlyisbydrinkingwaterwhichcontainsfluorine.Excessivelevelsoffluorideindrinkingwaterhasbecomeagreathealthconcernallovertheworld.Atpresent,thecommonmethodtoremoveF-fromdrinkingwaterisadsorptionremoval,adsorptionmaterialsareasfo