[發明專利]一種鐵鈦氧化物除氟吸附劑的制備方法無效

申請號：	201210338666.9	申請日：	2012-09-13
公開（公告）號：	CN102886239A	公開（公告）日：	2013-01-23
發明（設計）人：	王亭杰;陳林;何博陽;何帥;粟超麗;張暢	申請（專利權）人：	清華大學
主分類號：	B01J20/06	分類號：	B01J20/06;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/14
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種氧化物吸附劑制備方法
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及一種鐵鈦氧化物除氟吸附劑的制備方法。

背景技術

飲用高氟水而導致的氟病是世界上分布最為廣泛的地方病之一，長期飲用高氟水，對骨組織有危害，輕者會產生氟斑牙，重者造成氟骨癥，甚至喪失勞動能力、導致殘疾。飲水型地方性氟中毒發生地區，青少年骨生長發育障礙發生率在30％～46％之間，明顯高于非病區。截至2008年的統計，中國飲用高氟水的人口有5千萬人左右，占飲用水水質超標不安全人口的22％。世界衛生組織(WHO)建議的飲用水標準中氟離子的濃度為不超過1.5mg/L。

針對不同水源和出水要求，除氟工藝通常有化學沉淀、混凝沉淀、吸附、離子交換、膜分離等方法。其中吸附法由于操作簡便，成本較低而得到廣泛應用。在吸附法中，吸附劑是最關鍵的環節，常用的吸附劑有活性氧化鋁、沸石、活性炭、羥基磷灰石等。美國、法國、德國、日本等發達國家早期都是利用活性氧化鋁進行除氟，但吸附容量較低，需要頻繁再生。目前，以稀土類多價金屬氧化物為主要成分的高效吸附劑研究越來越多，雖然其吸附性能優于常規的活性氧化鋁，具有高吸附容量和良好的除氟性能，但由于價格昂貴而難以推廣應用。但此類材料的開發應用為有害陰離子去除材料的研究提供了很好的思路，產生高密度活性羥基是制備高性能陰離子吸附劑的關鍵。

近年來，鐵類氧化物作為吸附劑也廣泛應用于各種水處理工藝，其價格低廉，易制備，但其對氟離子的親和性不強。鈦類氧化物也被開發應用于飲用水處理，但氧化鈦對氟的吸附效果很差。

發明內容

本發明針對解決目前廣泛使用的活性氧化鋁、活性炭、氧化鐵等除氟吸附劑普遍存在的吸附容量小，有害離子溶出嚴重，適用pH范圍偏酸性等問題，以及最新研究的鈦類、稀土金屬類氧化物制備過程工藝復雜，條件要求苛刻，吸附劑成本偏高等問題，提供了一種鐵鈦氧化物。其作為除氟吸附劑，具有吸附容量高、pH適用范圍廣、無有害離子溶出、吸附除氟效率高等優點。

本發明所提供的鐵鈦氧化物，含有鐵和鈦兩種金屬元素，其中，所述鐵元素和鈦元素的摩爾比為0.1-10。

制備本發明鐵鈦氧化物的方法，包括下述步驟：

1)以可溶性鐵鹽和可溶性鈦鹽為原料，配制成混合溶液，其中，所述可溶性鐵鹽中的鐵元素和所述可溶性鈦鹽中的鈦元素的摩爾比為0.1-10；

2)在攪拌狀態下，向所述混合溶液中加入堿性化合物溶液進行共沉淀反應，直至混合溶液的pH值達到3-8，停止加入，得到沉淀物；

3)用水洗滌所述沉淀物，至洗滌后出水的pH值為6-8；

4)將洗滌后的沉淀物在70-500℃下干燥至恒重，再經研磨，得到所述鐵鈦氧化物。

其中，步驟1)中所述混合溶液中鐵離子的摩爾濃度可為0.02-1mol/L，鈦離子的摩爾濃度可為0.02-1mol/L。

步驟1)所述可溶性鐵鹽具體選自：硫酸亞鐵、硝酸亞鐵、氯化亞鐵、硫酸鐵、硝酸鐵和氯化鐵中的一種或多種；所述可溶性鈦鹽具體選自：硫酸氧鈦、硫酸鈦、四氯化鈦、異丙醇鈦中的一種或多種。

步驟2)中所述堿性化合物具體選自：氫氧化鈉、氨、硅酸鈉、偏鋁酸鈉、碳酸鈉和碳酸氫鈉中的一種或多種。其中，所述氫氧化鈉、硅酸鈉、偏鋁酸鈉、碳酸鈉或碳酸氫鈉的溶液中的鈉離子濃度可為0.5-7mol/L；所述氨水溶液的質量百分比濃度為5-25％。

為了取得更好的效果，步驟2)中停止加入后還包括靜置的步驟。所述靜置的時間可為0-200小時。

本發明的再一個目的是提供上述鐵鈦氧化物的應用。

本發明所提供的鐵鈦氧化物的應用，是其作為除氟吸附劑的應用或在制備除氟吸附劑中的應用。