贵州活性炭去除氟化物

　　活性炭去除氟化物

　　用锆浸渍或沉淀(IV)氟吸附通常在改性活性炭时得到改善。这些杂化吸附剂可以通过控制浸渍条件来改善，这已经确定Zr组装和分散在活性炭表面。活性炭在这里使用Zr(IV)与草酸(OA)共同改性，使锆分散体*大化，增强氟化物吸附。吸附实验在pH7和25℃氟浓度为40 mg L -1。活性炭经过OA / Zr氟化物吸附的*佳条件是改性。电位滴定显示，改性后的活性炭(锆改性活性炭)在pH正电荷低于7，分析表明锆离子主要与活性炭表面的羧基相互作用。

　　此外，氟化物可以存在于饮用水中，约0.7毫克L -1的水平被认为是有益的，但如果超过1.5毫克L -1则有害。饮用水或地下水(饮用水的主要来源之一)摄入高氟化物浓度会造成危害，严重时会导致氟中毒(牙齿和骨骼异常)或神经损伤。氟化物浓度，*多30毫克的L -世界上许多地区都能找到地下水，而且它至少存在于25个国家。

　　许多研究集中在从水溶液中去除氟化物工程的吸附剂，包括氧化铝、粘土、矿物质和植物、活性炭和纳米管 ，稀有氧化物、聚合物和树脂。还知道，一些金属氧化物，如铁、锰、兰、铝、锆或钛，可以显著增加氟化物的吸附能力。活性炭具有天然（未改性）的巨大表面积，是水中氟化物的优良吸附剂，但能提供稳定的支持，实现强氟化物吸附剂金属相的高分散，抑制这些活性金属颗粒的烧结或体积沉淀。当这种活性炭材料使用锆锆时(IV)金属络合物浸渍时，吸附能力提高了3-5倍 。提高氟化物吸附能力的关键因素是控制活性炭表面积和负载金属相的尺寸分布。还能抑制这些活性金属颗粒的烧结或体积沉淀。

　　一些研究已经集中在装载锆上(IV)金属盐溶液通过浸渍或沉淀转化为几种吸附剂。虽然这种合成操作很简单，但由于pH，离子强度存在或已知会影响离子强度Zr(IV)颗粒的聚集和重组的其他因素的影响，难以理解和优化。在许多情况下，由于平均尺寸范围为纳米至微米，吸附剂的特定面积为Zr在常规合成中，颗粒孔堵塞并下降，不受控制。我们认为，在合成过程中结合粒子表面或核的络合（或螯合）配体，有助于控制分散金属的生长和*终粒度分布。有机酸已被证明处于成核和聚合阶段。该方法尚未系统地用于包含Zr纳米颗粒负载在活性炭等碳表面，因此采用高机械强度、优良的流通系统渗透性和高活性炭表面，用于饮用水系统的脱氟过程。本研究的目的是利用草酸作为浸渍过程中的复合配体来控制含量Zr(Ⅳ)颗粒粒径，提出可能的氟吸附机制，提高颗粒活性炭的氟吸附能力。

　　锆改性用于活性炭

　　根据考虑了Zr(IV)/有机封端剂(Zr / OA)在实验设计中，采用锆浸渍活性炭，以确定具有*高氟吸附能力的吸附剂。添加活性炭Zr 2  ?15 %的ZrOClO 2 ·8H 2 O溶液中。然后，将浸渍活性炭和10mL的0.01-12.将2%的草酸溶液混合1天，然后过滤、漂洗和60%℃干燥12小时。由此产生的浸渍活性炭称为ZrOx-AC。将F400加入到ZrOClO 2 ·8H 2 O在溶液中，获得的材料是锆改性活性炭。所有浸渍过程均为25℃进行。

　　活性炭吸附氟化物机理

　　这里使用的多种光谱技术与电位滴定提供了关于Zr-活性炭浸渍草酸(ZrOx-AC)氟化物吸附过程中有价值的信息。光谱分析确定了商业活性炭(F400)参与氟化物吸收Zr(IV)主要的离子锚定官能团。此外，这些分析有助于确定碳表面氟氧化锆的类型。

　　因此，根据本研究中的所有证据，可以假设氟吸附机制（上图）。首先，ZrOCl 2(ZrOOH  或[Zr(OH)2   x ·(4-x)H 2 O] 4 (8-4x) )的水解Zr(IV)-COOH通过静电相互作用形成形成CO-Zr键。考虑到锆(IV)能形成四面体和八面体的聚合物结构。因此，可以提出活性炭表面氧官能度的**相互作用，见图。

　　简而言之，表示活性炭Zr在混合过程中加入草酸可以使氟吸附简单Zr掺杂的AC下以1.05的*佳Zr / OA比提高3倍。我们的工作表明，增强机制涉及Zr离子的OA它控制成核，限制在常规方法中Zr分散的ZrO 二颗粒的生长。锆活性表面积增加，与活性炭表面位点有关OA分子复合物的形式留下了一些高活性Zr。*后，从Zr-羟基交换在草酸盐的表面位置Zr = O氟离子与锆离子的正电荷相互作用。