本文主要研究内容
作者张灿（2019）在《Al（OH）3改性羟基磷灰石的制备及其对氟离子的吸附性能研究》一文中研究指出：氟是人体必需的微量元素之一,然而,摄取过量的氟会导致各种疾病的发生。羟基磷灰石（HAP）具有出色的稳定性、生物相容性且无二次污染,常被用于去除水中的氟离子（F-）。然而,HAP比表面积较小、活性位点较少,导致其除氟容量较低,限制了HAP在水处理方面的应用。针对上述问题,本研究采用EDTA辅助水热法制备出颗粒均匀、分散性好的纳米级羟基磷灰石（nHAP）,通过共沉淀法使用Al（OH）3改性nHAP,以获得比表面积大、表面活性位点多、除氟容量大的新型除氟材料—Al（OH）2-nHAP。以nHAP、Al（OH）2-nHAP对F-的吸附性能为指标,优化制备条件和反应条件;对最优制备条件下得到的Al（OH）2-nHAP进行表征分析;考察Al（OH）2-nHAP对F-的吸附性能和吸附动力学、热力学规律,并与nHAP进行对比;进而探索Al（OH）2-nHAP对F-的吸附机理,主要的结论如下:采用Al（OH）3改性nHAP成功合成比表面积大、活性位点多且纯度较高的介孔材料—Al（OH）2-nHAP。通过XRD、TEM、FTIR和BET等手段对其进行表征分析,结果表明:与nHAP相比,经Al（OH）3改性后的Al（OH）2-nHAP,其平均孔径由23nm减小到16nm,比表面积由71.29m2/g增加到112.39m2/g,且表面羟基含量相应增多,这为吸附F-提供更多的活性位点。考察吸附剂用量、溶液pH值、共存阴离子(Cl-、NO3-、SO42-、CO32-、PO43-)等变量因子对Al（OH）2-nHAP除氟性能的影响机制,结果表明:在F-初始浓度为5mg/L的条件下,当F-的去除率到达90%以上时,Al（OH）2-nHAP用量仅为nHAP用量的1/5;随着溶液pH值的增大,Al（OH）2-nHAP的除氟性能逐渐下降,在pH值小于9时,Al（OH）2-nHAP对F-的吸附效果稳定,吸附容量保持在11.08mg/g以上;Cl-、NO3-和SO42-对nHAP、Al（OH）2-nHAP除氟容量的影响均不明显,但CO32-和PO43-因在水溶液中易发生水解,使溶液中产生大量的OH-与F-竞争吸附位点,导致除氟容量下降。Al（OH）2-nHAP有良好的再生循环能力,且稳定性高、安全性高、不会产生二次污染。选择pH为12的NaOH溶液作为解吸液,经过4次再生循环,与nHAP相比,Al（OH）2-nHAP对F-的吸附效率由68.32%增大为81.32%。Al3+、Ca2+溶出实验表明,出水溶液中Al3+、Ca2+和F-的浓度分别为0.01mg/L、2.11mg/L、0.56mg/L,均远低于国家标准。在温度为318K、溶液pH为7、F-初始浓度为200mg/L的条件下,Al（OH）2-nHAP的最大吸附容量达194.20mg/g,是同等条件下nHAP最大吸附容量的6.6倍;同时Al（OH）2-nHAP相比于nHAP到达吸附平衡所需要的时间由150min缩短到60min。Pseudo-second-order与Freundlich模型能更好的描述Al（OH）2-nHAP对F-的吸附过程,这说明Al（OH）2-nHAP对F-的吸附过程主要由化学吸附控制,且是在Al（OH）2-nHAP异质表面上发生的多层吸附,是一种自发的吸热反应。Al（OH）2-nHAP对F-的吸附主要包括静电吸引、离子交换两种作用。经Al（OH）3修饰后,Al（OH）2-nHAP表面活性羟基基团的含量增多,具有较强的离子交换作用。此外,在pH值为34时,Al（OH）2-nHAP表面被质子化、正电性增强,与带负电的F-之间产生了较强的静电吸引作用,联合离子交换作用使其除氟性能较好。而pH值为912时,Al（OH）2-nHAP表面被去质子化,同时,由于溶液中存在大量电荷和离子半径与F-的相似性的OH-,与F-竞争活性位点,导致F-的去除率降低。pH值为59时,Al（OH）2-nHAP对F-的静电吸引作用降低,离子交换起到主导作用。在溶液pH值为7时,Al（OH）2-nHAP除氟容量达到11.37mg/g,是未改性nHAP的4.9倍,说明Al（OH）2-nHAP是一种性能良好的除氟剂。
Abstract
fu shi ren ti bi xu de wei liang yuan su zhi yi ,ran er ,she qu guo liang de fu hui dao zhi ge chong ji bing de fa sheng 。qiang ji lin hui dan （HAP）ju you chu se de wen ding xing 、sheng wu xiang rong xing ju mo er ci wu ran ,chang bei yong yu qu chu shui zhong de fu li zi （F-）。ran er ,HAPbi biao mian ji jiao xiao 、huo xing wei dian jiao shao ,dao zhi ji chu fu rong liang jiao di ,xian zhi le HAPzai shui chu li fang mian de ying yong 。zhen dui shang shu wen ti ,ben yan jiu cai yong EDTAfu zhu shui re fa zhi bei chu ke li jun yun 、fen san xing hao de na mi ji qiang ji lin hui dan （nHAP）,tong guo gong chen dian fa shi yong Al（OH）3gai xing nHAP,yi huo de bi biao mian ji da 、biao mian huo xing wei dian duo 、chu fu rong liang da de xin xing chu fu cai liao —Al（OH）2-nHAP。yi nHAP、Al（OH）2-nHAPdui F-de xi fu xing neng wei zhi biao ,you hua zhi bei tiao jian he fan ying tiao jian ;dui zui you zhi bei tiao jian xia de dao de Al（OH）2-nHAPjin hang biao zheng fen xi ;kao cha Al（OH）2-nHAPdui F-de xi fu xing neng he xi fu dong li xue 、re li xue gui lv ,bing yu nHAPjin hang dui bi ;jin er tan suo Al（OH）2-nHAPdui F-de xi fu ji li ,zhu yao de jie lun ru xia :cai yong Al（OH）3gai xing nHAPcheng gong ge cheng bi biao mian ji da 、huo xing wei dian duo ju chun du jiao gao de jie kong cai liao —Al（OH）2-nHAP。tong guo XRD、TEM、FTIRhe BETdeng shou duan dui ji jin hang biao zheng fen xi ,jie guo biao ming :yu nHAPxiang bi ,jing Al（OH）3gai xing hou de Al（OH）2-nHAP,ji ping jun kong jing you 23nmjian xiao dao 16nm,bi biao mian ji you 71.29m2/gzeng jia dao 112.39m2/g,ju biao mian qiang ji han liang xiang ying zeng duo ,zhe wei xi fu F-di gong geng duo de huo xing wei dian 。kao cha xi fu ji yong liang 、rong ye pHzhi 、gong cun yin li zi (Cl-、NO3-、SO42-、CO32-、PO43-)deng bian liang yin zi dui Al（OH）2-nHAPchu fu xing neng de ying xiang ji zhi ,jie guo biao ming :zai F-chu shi nong du wei 5mg/Lde tiao jian xia ,dang F-de qu chu lv dao da 90%yi shang shi ,Al（OH）2-nHAPyong liang jin wei nHAPyong liang de 1/5;sui zhao rong ye pHzhi de zeng da ,Al（OH）2-nHAPde chu fu xing neng zhu jian xia jiang ,zai pHzhi xiao yu 9shi ,Al（OH）2-nHAPdui F-de xi fu xiao guo wen ding ,xi fu rong liang bao chi zai 11.08mg/gyi shang ;Cl-、NO3-he SO42-dui nHAP、Al（OH）2-nHAPchu fu rong liang de ying xiang jun bu ming xian ,dan CO32-he PO43-yin zai shui rong ye zhong yi fa sheng shui jie ,shi rong ye zhong chan sheng da liang de OH-yu F-jing zheng xi fu wei dian ,dao zhi chu fu rong liang xia jiang 。Al（OH）2-nHAPyou liang hao de zai sheng xun huan neng li ,ju wen ding xing gao 、an quan xing gao 、bu hui chan sheng er ci wu ran 。shua ze pHwei 12de NaOHrong ye zuo wei jie xi ye ,jing guo 4ci zai sheng xun huan ,yu nHAPxiang bi ,Al（OH）2-nHAPdui F-de xi fu xiao lv you 68.32%zeng da wei 81.32%。Al3+、Ca2+rong chu shi yan biao ming ,chu shui rong ye zhong Al3+、Ca2+he F-de nong du fen bie wei 0.01mg/L、2.11mg/L、0.56mg/L,jun yuan di yu guo jia biao zhun 。zai wen du wei 318K、rong ye pHwei 7、F-chu shi nong du wei 200mg/Lde tiao jian xia ,Al（OH）2-nHAPde zui da xi fu rong liang da 194.20mg/g,shi tong deng tiao jian xia nHAPzui da xi fu rong liang de 6.6bei ;tong shi Al（OH）2-nHAPxiang bi yu nHAPdao da xi fu ping heng suo xu yao de shi jian you 150minsu duan dao 60min。Pseudo-second-orderyu Freundlichmo xing neng geng hao de miao shu Al（OH）2-nHAPdui F-de xi fu guo cheng ,zhe shui ming Al（OH）2-nHAPdui F-de xi fu guo cheng zhu yao you hua xue xi fu kong zhi ,ju shi zai Al（OH）2-nHAPyi zhi biao mian shang fa sheng de duo ceng xi fu ,shi yi chong zi fa de xi re fan ying 。Al（OH）2-nHAPdui F-de xi fu zhu yao bao gua jing dian xi yin 、li zi jiao huan liang chong zuo yong 。jing Al（OH）3xiu shi hou ,Al（OH）2-nHAPbiao mian huo xing qiang ji ji tuan de han liang zeng duo ,ju you jiao jiang de li zi jiao huan zuo yong 。ci wai ,zai pHzhi wei 34shi ,Al（OH）2-nHAPbiao mian bei zhi zi hua 、zheng dian xing zeng jiang ,yu dai fu dian de F-zhi jian chan sheng le jiao jiang de jing dian xi yin zuo yong ,lian ge li zi jiao huan zuo yong shi ji chu fu xing neng jiao hao 。er pHzhi wei 912shi ,Al（OH）2-nHAPbiao mian bei qu zhi zi hua ,tong shi ,you yu rong ye zhong cun zai da liang dian he he li zi ban jing yu F-de xiang shi xing de OH-,yu F-jing zheng huo xing wei dian ,dao zhi F-de qu chu lv jiang di 。pHzhi wei 59shi ,Al（OH）2-nHAPdui F-de jing dian xi yin zuo yong jiang di ,li zi jiao huan qi dao zhu dao zuo yong 。zai rong ye pHzhi wei 7shi ,Al（OH）2-nHAPchu fu rong liang da dao 11.37mg/g,shi wei gai xing nHAPde 4.9bei ,shui ming Al（OH）2-nHAPshi yi chong xing neng liang hao de chu fu ji 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自中国矿业大学的张灿，发表于刊物中国矿业大学2019-07-18论文，是一篇关于静电吸引和离子交换论文,中国矿业大学2019-07-18论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自中国矿业大学2019-07-18论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。