新型饮用水除氟材料Bio-F的除氟机制研究

论文摘要

氟是人体必需的微量元素之一,适量的氟对人体的牙齿和骨骼形成具有促进作用。但饮用水中的含量不宜过高,如果长期饮用超标的含氟水,轻则引起氟斑牙,严重时会引起氟骨症,甚至瘫痪以致丧失劳动能力。目前,世界上许多国家的饮用水存在氟含量超标的现象,高氟水在我国主要分布在河北、山东、内蒙古、新疆等地的广大农村及边远地区。因此高氟水问题已成为我国乃至世界亟待解决的问题。本文的研究目的是确定Bio-F的最佳改性方法,深入了解Bio-F除氟过程,分析Bio-F对氟离子的吸附机制。通过对Bio-F改性方法的烧杯实验及实际应用研究,初步确定10%磷酸（5：8）24h后10%氢氧化钠（5：3）24h的改性方法。另本文采用了SEM、BET、FT-IR、XRD等现代分析测试方法,研究了Bio-F的表面微观结构及吸附氟离子机制。结果表明,Bio-F吸附氟离子后比表面积由12.41 1m2·g-1减少为10.692m2·g-1,平均孔容减少了0.004 cm3·g-1,最可几孔径分布在1.88nm左右。Bio-F吸附氟离子的过程包括离子交换和吸附作用,吸附方式包括物理吸附和化学吸附,离子交换时材料与氟离子结合可能形成Ca10（PO4）5CO3（OH）F。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 文献综述
• 1.1 氟化物的概述
• 1.1.1 氟化物的性质
• 1.1.2 氟化物的危害
• 1.2 高氟水的处理方法
• 1.2.1 沉淀法
• 1.2.2 膜技术法
• 1.2.3 电凝聚法
• 1.2.4 离子交换法
• 1.2.5 吸附法
• 1.3 本研究的目的及意义
• 第二章 BIO-F的改性方法研究
• 2.1 材料和仪器
• 2.1.1 材料
• 2.1.2 试剂
• 2.1.3 主要实验仪器
• 2.2 实验方法
• 2.2.1.水中氟的检测方法
• 2.2.2 水中磷酸盐的检测方法
• 2.2.3 静态除氟实验及测定方法
• 2.2.4 氟洗脱量的计算方法
• 2.2.5 动态除氟实验及装置
• 2.3 结果与分析
• 2.3.1 改性方法的优化
• 2.3.2 再生方法的比较及洗脱实验
• 2.3.3 Bio-F针对某天然高氟水的改性优化研究
• 2.4 讨论
• 第三章 新型饮用水除氟材料BIO-F除氟机制研究
• 3.1 材料和仪器
• 3.1.1 材料
• 3.1.2 仪器
• 3.2 实验方法
• 3.2.1 Bio-F表面形态测定
• 3.2.2 Bio-F比表面积及孔径测定
• 3.2.3 Bio-F表面基团测定
• 3.2.4 Bio-F表面成分测定
• 3.3 结果与分析
• 3.3.1 Bio-F表面形态测定
• 3.3.2 除氟材料比表面积和孔径变化分析
• 3.3.3 除氟材料表面基团分析
• 3.3.4 XRD分析Bio-F表面成分及与氟离子结合方式
• 3.4 讨论
• 参考文献
• 在读期间已发表和待发表的论文
• 致谢