[發明專利]一種氟化物吸附劑及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202011124848.7
• 申請日: 2020-10-20
• 公開（公告）號: CN112169770A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 段平洲;賈曉波;夏瑞;后希康;張凱;王曉;塔拉;錢昶;張新飛;王璐
• 申請（專利權）人: 中國環境科學研究院
• 主分類號: B01J20/22
• 分類號: B01J20/22;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/14
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 周淑歌

本發明屬于吸附劑制備技術領域，具體涉及一種用于氟化物吸附劑及其制備方法和應用。該方法包括將鋁鹽與丁二酸鹽混合均勻，分離后得到氟化物吸附劑；其中，在鋁鹽與丁二酸鹽混合之前還包括在鋁鹽中加入磁性石墨烯的步驟；或，鋁鹽與丁二酸鹽混合均勻之后還包括加入磁性石墨烯的步驟。該方法得到的氟化物吸附劑吸附容量大，可以將水中氟離子的含量降低到0.2mg/L以下，達到吸附低濃度污染物的目的，尤其適合水量較大的地表水修復工程，滿足大流量、大體積氟化物污染地表水的凈化處理需求；該氟化物吸附劑在脫除水中氟離子后，可以進行有效分離，不會對水體造成二次污染。

技術領域

本發明屬于吸附劑制備技術領域，具體涉及一種用于氟化物吸附劑及其制備方法和應用。

背景技術

氟是電負性最強、化學性質最活潑的一種非金屬元素，幾乎與所有的元素都能發生作用，富氟土壤隨雨水或湖水徑流沉積自然水體中，水中含氟物質通過沉淀或者吸附到泥中都使底泥中氟含量增大，賦存狀態多樣。中國飲用水中氟離子濃度的安全值是1mg/L，但是很多地方的飲用水中氟的含量都超過了該標準值，隨著國家對于地表水標準的提高，處理氟化物污染尤其是地表水中的氟化物污染就顯得尤為重要。

微污染地表水使用加藥化學沉淀不僅效率低，還容易造成水體二次污染，破壞水體健康。吸附法簡單易行，可以達到吸附低濃度污染物的目的，尤其適合于水量較大的地表水修復工程。但目前有效的氟化物吸附劑多為小顆粒狀固體，無法有效分離，需要配套建設相應的濾池等構筑物，無法滿足大流量、大體積的氟化物污染地表水的凈化處理需求。直接投加會造成水生態破壞和二次污染，因此需要研制更加高效、更容易分離的除氟材料。

發明內容

因此，本發明要解決的技術問題在于克服現有技術中的水體中氟化物不能有效脫除、造成水體二次污染等缺陷，從而提供了一種氟化物吸附劑及其制備方法和應用。

為此，本發明提供了以下技術方案。

本發明提供了一種氟化物吸附劑的制備方法，包括以下步驟，

鋁鹽與丁二酸鹽混合均勻，分離后得到氟化物吸附劑；

其中，在鋁鹽與丁二酸鹽混合之前還包括在鋁鹽中加入磁性石墨烯的步驟；或，鋁鹽與丁二酸鹽混合均勻之后還包括加入磁性石墨烯的步驟。

所述鋁鹽中的鋁元素、丁二酸鹽的摩爾比為1：(0.9-1.1)；

所述磁性石墨烯與鋁鹽的質量比為1：(70-90)。

所述磁性石墨烯的制備方法包括，

采用水熱法將Fe₃O₄負載到石墨烯上，得到所述磁性石墨烯。

所述磁性石墨烯中鐵元素的含量為15-30wt％。

所述石墨烯的長度為0.5-20μm；所述Fe₃O₄的粒徑為20-50nm。

本發明還提供了一種上述制備方法制備得到的氟化物吸附劑。

此外，本發明還提供了一種上述制備方法得到的氟化物吸附劑在脫除水中氟化物的應用。

所述氟化物吸附劑用于脫除堿性或中性水體中的氟化物。

所述氟化物吸附劑的用量為(0.1-0.2)g/L。

所述磁性石墨烯的制備方法具體包括：將石墨烯分散在水體中制備成懸濁液，超聲，加入鐵鹽，加熱到80℃后磁力攪拌15min，加入氨水，調節溶液pH至10-11，離心分離，洗滌，烘干后即得。當鐵鹽為氯化鐵和氯化亞鐵的混合物時，其摩爾比為8:(4.8-5.2)，優選地，其摩爾比為8:5。

本發明技術方案，具有如下優點：