福建活性炭去除氟化物

　　活性炭去除氟化物

　　用鋯浸漬或沉淀(IV)氟吸附通常在改性活性炭時得到改善。這些雜化吸附劑可以通過控制浸漬條件來改善，這已經確定Zr組裝和分散在活性炭表面?；钚蕴吭谶@里使用Zr(IV)與草酸(OA)共同改性，使鋯分散體*大化，增強氟化物吸附。吸附實驗在pH7和25℃氟濃度為40 mg L -1?；钚蕴拷涍^OA / Zr氟化物吸附的*佳條件是改性。電位滴定顯示，改性后的活性炭(鋯改性活性炭)在pH正電荷低于7，分析表明鋯離子主要與活性炭表面的羧基相互作用。

　　此外，氟化物可以存在于飲用水中，約0.7毫克L -1的水平被認為是有益的，但如果超過1.5毫克L -1則有害。飲用水或地下水(飲用水的主要來源之一)攝入高氟化物濃度會造成危害，嚴重時會導致氟中毒(牙齒和骨骼異常)或神經損傷。氟化物濃度，*多30毫克的L -世界上許多地區都能找到地下水，而且它至少存在于25個國家。

　　許多研究集中在從水溶液中去除氟化物工程的吸附劑，包括氧化鋁、粘土、礦物質和植物、活性炭和納米管 ，稀有氧化物、聚合物和樹脂。還知道，一些金屬氧化物，如鐵、錳、蘭、鋁、鋯或鈦，可以顯著增加氟化物的吸附能力?；钚蕴烤哂刑烊唬ㄎ锤男裕┑木薮蟊砻娣e，是水中氟化物的優良吸附劑，但能提供穩定的支持，實現強氟化物吸附劑金屬相的高分散，抑制這些活性金屬顆粒的燒結或體積沉淀。當這種活性炭材料使用鋯鋯時(IV)金屬絡合物浸漬時，吸附能力提高了3-5倍 。提高氟化物吸附能力的關鍵因素是控制活性炭表面積和負載金屬相的尺寸分布。還能抑制這些活性金屬顆粒的燒結或體積沉淀。

　　一些研究已經集中在裝載鋯上(IV)金屬鹽溶液通過浸漬或沉淀轉化為幾種吸附劑。雖然這種合成操作很簡單，但由于pH，離子強度存在或已知會影響離子強度Zr(IV)顆粒的聚集和重組的其他因素的影響，難以理解和優化。在許多情況下，由于平均尺寸范圍為納米至微米，吸附劑的特定面積為Zr在常規合成中，顆?？锥氯⑾陆?，不受控制。我們認為，在合成過程中結合粒子表面或核的絡合（或螯合）配體，有助于控制分散金屬的生長和*終粒度分布。有機酸已被證明處于成核和聚合階段。該方法尚未系統地用于包含Zr納米顆粒負載在活性炭等碳表面，因此采用高機械強度、優良的流通系統滲透性和高活性炭表面，用于飲用水系統的脫氟過程。本研究的目的是利用草酸作為浸漬過程中的復合配體來控制含量Zr(Ⅳ)顆粒粒徑，提出可能的氟吸附機制，提高顆?；钚蕴康姆侥芰?。

　　鋯改性用于活性炭

　　根據考慮了Zr(IV)/有機封端劑(Zr / OA)在實驗設計中，采用鋯浸漬活性炭，以確定具有*高氟吸附能力的吸附劑。添加活性炭Zr 2  ?15 %的ZrOClO 2 ·8H 2 O溶液中。然后，將浸漬活性炭和10mL的0.01-12.將2%的草酸溶液混合1天，然后過濾、漂洗和60%℃干燥12小時。由此產生的浸漬活性炭稱為ZrOx-AC。將F400加入到ZrOClO 2 ·8H 2 O在溶液中，獲得的材料是鋯改性活性炭。所有浸漬過程均為25℃進行。

　　活性炭吸附氟化物機理

　　這里使用的多種光譜技術與電位滴定提供了關于Zr-活性炭浸漬草酸(ZrOx-AC)氟化物吸附過程中有價值的信息。光譜分析確定了商業活性炭(F400)參與氟化物吸收Zr(IV)主要的離子錨定官能團。此外，這些分析有助于確定碳表面氟氧化鋯的類型。

　　因此，根據本研究中的所有證據，可以假設氟吸附機制（上圖）。首先，ZrOCl 2(ZrOOH  或[Zr(OH)2   x ·(4-x)H 2 O] 4 (8-4x) )的水解Zr(IV)-COOH通過靜電相互作用形成形成CO-Zr鍵?？紤]到鋯(IV)能形成四面體和八面體的聚合物結構。因此，可以提出活性炭表面氧官能度的**相互作用，見圖。

　　簡而言之，表示活性炭Zr在混合過程中加入草酸可以使氟吸附簡單Zr摻雜的AC下以1.05的*佳Zr / OA比提高3倍。我們的工作表明，增強機制涉及Zr離子的OA它控制成核，限制在常規方法中Zr分散的ZrO 二顆粒的生長。鋯活性表面積增加，與活性炭表面位點有關OA分子復合物的形式留下了一些高活性Zr。*后，從Zr-羥基交換在草酸鹽的表面位置Zr = O氟離子與鋯離子的正電荷相互作用。