[發明專利]一種水體除氟氧化鎂復合材料及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 201810601301.8
• 申請日: 2018-06-12
• 公開（公告）號: CN108745270A
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發明（設計）人: 沈鈞;張萬起;潘子赟;陳利琴;高述;徐禎
• 申請（專利權）人: 天津醫科大學
• 主分類號: B01J20/04
• 分類號: B01J20/04;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/14
• 代理公司: 天津市杰盈專利代理有限公司 12207
• 代理人: 朱紅星

本發明提供了一種水體除氟氧化鎂復合材料及其制備方法與應用。該除氟材料以惰性顆粒為載體，以粘附劑將氧化鎂包裹于載體表面，并使其固化，形成氧化鎂復合材料，其中氧化鎂30?50份、粘附劑0.1?20份、載體顆粒40?60份。該材料既保留了氧化鎂的吸附除氟活性，又有效的固化了氧化鎂，大大減少了其在使用過程中的流失。該除氟材料具有原料來源豐富、價格低廉、制備簡單的特點，并有較高的除氟效率，能滿足飲用水的除氟需求。

技術領域

本發明屬于吸附材料領域，具體涉及一種水體除氟氧化鎂復合材料及其制備方法與應用。

背景技術

全球高氟飲用水引起的地方性飲水型氟中毒日益嚴重。氟為人體必須的微量元素之一，但攝入的氟含量過高會引起氟中毒。

飲用高氟水導致的人體健康問題，主要集中在牙齒和骨骼的損傷（牙齒和骨骼氟中毒）、DNA結構的改變（基因突變，出生缺陷）及促進某些疾病的發生（癌癥，阿爾茨海默病，腎和神經損傷）等方面。因此，對含氟飲用水進行處理，使其達到飲用水的衛生標準一直受到科學界和政府相關部門的重視。目前所實施的除氟方法主要有沉淀法、吸附法、電滲析法、反滲透法、離子交換法等。其中，吸附法因具有除氟效果好，工藝成熟，設備簡單，操作簡便、安全，吸附材料種類多，成本低，對被處理水溶液的影響小等特點，成為研究最多的飲用水除氟技術之一。

吸附法最常使用的吸附材料是活性氧化鋁吸附材料，活性氧化鋁價格低廉原料廣泛，但吸附容量低，在使用過程中鋁組分易溶出，殘留在水中的鋁元素對人體的大腦和神經系統均會造成嚴重損害。因此，尋找活性氧化鋁的替代吸附材料，成為許多學者研究的熱點。國內外許多科學家通過實驗證明氧化鎂的除氟效率比等量氧化鋁除氟效率高。氧化鎂吸附材料的使用解決了水中鋁元素對人體造成的二次傷害的問題。

氧化鎂是一種綠色環保型的除氟吸附材料，因其較大的比表面積和孔隙率而具有較強的吸附能力，并且無毒無害，是一種值得推廣應用的除氟吸附材料。但氧化鎂為粉末態，在除氟的過程中活性組分流失極為嚴重，難以應用于實際情況。因此，將氧化鎂進行附著固定成為克服這一缺陷的要點。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明的目的是提供一種水體除氟氧化鎂復合材料的制備方法，該除氟材料的原料來源豐富、價格低廉、制備簡單。其除氟效率較高，能滿足對飲用水的除氟需求，具有廣泛的實際應用前景。

為實現上述目的，本發明公開了如下的技術內容；

一種水體除氟氧化鎂復合材料，其特征在于：它是由下述重量分數的原料組成：氧化鎂30-50份、粘附劑0.1-20份、載體顆粒40-60份；其中的粘附劑為醋酸纖維素或聚苯乙烯；載體顆粒為活性炭、殼聚糖、硅藻土、玻璃微球或聚四氟乙烯。

本發明進一步公開了水體除氟氧化鎂復合材料的制備方法，其特征在于按如下的步驟進行：

（1）用溶劑將粘附劑溶解；粘附劑與溶劑的比例為1:5-1:30（w:v）；

（2）將載體顆粒加入粘附劑溶液中，攪拌、混合均勻；

（3）加入氧化鎂，混合均勻。制成氧化鎂-粘附劑-載體顆粒復合物；

（4）將氧化鎂-粘附劑-載體顆粒復合物放置在烤箱中高溫固化，溫度為110-230℃，高溫固化時間為10-180分鐘得到氧化鎂復合材料；優選氧化鎂復合物高溫固化所需溫度為150-230℃，高溫固化時間為20-180分鐘。所述的溶劑為丙酮、二甲基甲酰胺、四氫呋喃中的一種或兩種。其中兩種的溶劑指的是：二甲基甲酰胺:四氫呋喃=4:6（v:v）混合溶劑。

本發明更進一步公開了水體除氟氧化鎂復合材料在有效提高飲用水中F^-的吸附率方面的應用。特別是水體除氟氧化鎂復合材料在有效固化氧化鎂減少其使用過程中的流失方面的應用。