铝溶胶改性粉煤灰沸石吸附氟离子及其动力学研究

来源 :东华理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kevin7878
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氟是一种性质活泼的化学元素,长期过量摄入氟会对人体造成严重的伤害,能引起氟斑牙、氟骨症及动脉硬化等病症。因此,高氟水污染的治理受到广泛的重视。本实验通过碱熔融水热晶化法,合成Na Y型粉煤灰沸石,并以铝溶胶改性法和氧化铝湿法负载法制备复合吸附剂,分别应用于氟废水处理。用X-射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和比表面仪(BET)对合成产品进行表征。结果表明:(1)以碱灰比为1.2,750℃煅烧(利用两次煅烧,每次煅烧10min),在碱浓度为2.2mol/L、100℃晶化24小时,合成了粒径为300nm左右、比表面积为508.2 m2/g、孔容为0.342 cm3/g的Na Y型分子筛。(2)以铝溶胶改性沸石合成复合吸附剂(FA-Al),该吸附剂对氟离子的吸附率达到78.06%,高于氧化铝湿法负载沸石的复合材料(FA/Al)对氟离子的吸附率(60%左右)。(3)在PH=6、室温的条件下震荡吸附2.5h,铝溶胶改性沸石(FA-Al)对水中5.0mg/L氟离子的去除率能达到86.63%。(4)动力学研究表明,铝溶胶改性沸石(FA-Al)吸附氟离子的吸附速率主要受第一和第二吸附阶段所控制;吸附等温线表明,吸附材料(FA-Al)表面结构为非均匀的;热力学分析结果表明,吸附材料(FA-Al)对氟离子的吸附是自发的放热反应,吸附过程以化学吸附为主。(5)用0.005mol/L的硫酸铝钾溶液作为脱附剂,对氟离子吸附已达饱和状态的样品(FA-Al)进行脱附,脱附率可达95%。对样品(FA-Al)进行4次再生吸附后,吸附容量变化不大,仍能达到3.49mg/g。将材料(FA-Al)应用于工业氟废水的处理中,同样经过4次再生吸附,吸附率仍保持在86%以上。我国有大量粉煤灰资源,原料价廉易得,且合成的沸石不仅能应用于氟废水处理,还可以代替其它沸石应用于工业催化、离子交换、吸附等多个领域。本实验以废治废,且合成有价值的沸石产品,这从环境治理与经济效益方面都有实际应用价值和研究意义。
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