[發明專利]一種除氟用尿素膠吸附材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202111164443.0
• 申請日: 2021-09-30
• 公開（公告）號: CN113856648A
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發明（設計）人: 葉長青;宋明珊;李舒舒;周清穩
• 申請（專利權）人: 南通大學
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/28;C02F1/28;B01J20/30;C02F101/14
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 錢超

本申請公開了一種除氟用尿素膠吸附材料及其制備方法，將氯化鋁溶液與尿素溶液按比例進行混合，獲得混合溶液；將混合溶液轉入水熱反應釜中，在90?100℃下反應≥10h；得到的產品液進行離心分離，將離心分離得到的沉淀洗滌后烘干研磨，得到除氟用尿素膠吸附材料；使除氟劑對氟進行吸附時除氟率能達到90%以上，吸附容量在180?220 mg/g；性能提高之外，還可以拓寬鋁氧化物除氟的pH范圍，為5?8。

技術領域

本發明屬于水體中氟化物的去除技術領域，具體涉及一種除氟用尿素膠吸附材料及其制備方法。

背景技術

飲用水的除氟問題備受關注，因為過量攝入氟化物會導致各種疾病。按照國家工業廢水排放標準，氟離子濃度應小于10 mg/L；對于飲用水，氟離子濃度要求在1 mg/L以下。

許多吸附劑已經被研究，如活性氧化鋁、稀土氧化物和低成本吸附劑(例如骨炭、方解石、粘土炭、樹皮、鋸末、稻殼、磨碎的堅果殼)的降氟作用。然而，一些吸附劑的使用通常受到低吸附能力、高空床接觸時間和頻繁再生的限制。

通常，需要高劑量的鋁鹽才能實現有希望的氟去除，并且pH值的降低是不可避免的。

鋁氧化物具有良好的吸附性能，是公認的除氟劑，通常在常溫條件下獲得，該過程一般經歷了低聚鋁形態，如二聚鋁，三聚鋁以及中聚鋁，如鋁十三（Al13）以及氫氧化鋁等多種富含羥基的活性氧化鋁。一般認為酸性Al13即是除氟優勢形態。常見的活性氧化鋁吸附容量10-20 mg/g，pH適用范圍窄，一般在4-6之間，而Al13吸附容量可提高至20-40 mg/g，但適用范圍也以酸性為主。鋁三十（Al30）是一種新型的高聚鋁形態，需要在特殊水熱條件下才能生成。由于鋁三十（Al30）有更高的荷電性，更好的穩定性和空間效應，其比鋁十三有更優異的除氟性能，是一種新型的除氟優勢形態，表現在廣泛的pH范圍有高的zeta電位和除氟效果。通常情況下，鋁氧化物是以氯化鋁（AlCl3）和氫氧化鈉（NaOH）為原料，將堿溶液緩慢滴加至氯化鋁溶液中所得，而Al30則需將前面的基礎上水浴24小時甚至更長的時間方能得到。

中國專利CN201910070431.8公開了一種廢水高效除氟劑及其制備方法。采用多種稀土金屬鹽聯合無機金屬鹽共同制備而成。稀土金屬鹽在一定條件下形成羥基化，在多種金屬鹽的共同作用下分散，形成親氟絡合體，在絮凝劑作用下形成絮狀團，直接沉淀下來，從而達到除氟效果，兼顧了化學沉淀、絮凝沉淀、吸附除氟技術的優勢，無需額外投加鈣鹽，也無需額外投加絮凝劑及吸附劑。只需一套一體化廢水處理設備即可滿足除氟、除ss及其他有害物質的功效。無論是前期建設成本及占地面積，還是后期運營都得到極大的節約，但是考慮到復雜的再生過程、吸附容量低、且局限在偏酸條件下適用和再生困難，現有技術顯得略有不足。

發明內容

解決的技術問題：

針對現有技術的不足，本申請解決了目前存在的現有復雜的再生過程、吸附容量低、維護費力、且局限在偏酸條件下適用和再生困難難題；提供了一種除氟用尿素膠吸附材料及其制備方法。

技術方案：

為實現上述目的，本申請通過以下技術方案予以實現：

一種除氟用尿素膠吸附材料及其制備方法，所述制備方法具體步驟為：

第一步：將氯化鋁溶液與尿素溶液按比例進行混合，獲得混合溶液；

第二步，將混合溶液轉入水熱反應釜中，在90-100℃下反應≥10h；

第三步，將第二步得到的產品液進行離心分離，將離心分離得到的沉淀洗滌后烘干研磨，得到除氟用尿素膠吸附材料。

作為本發明的一種優選技術方案：所述第一步中所述氯化鋁溶液、尿素溶液的摩爾比為1:1-2，體積比為1:0.9-1.1。