活性氧化铝及其再生氧化铝对水中氟离子的吸附（英文）

论文摘要

水的氟污染是全世界普遍存在的问题,因此受到了人们的极大关注。我们研究重点是使用活性氧化铝及再生后的活性氧化铝脱除水中的氟离子。为了得到合适的吸附剂,我们将工业薄水铝石在573 K至1473 K范围内进行煅烧,并对其进行表征。从X射线衍射图中可以看出,当煅烧温度在773 K至1473 K之间时,样品转化为γ-氧化铝（活性氧化铝）。且BET数据显示,当煅烧温度在773K至1473K之间时,样品的比表面积逐渐降低。在本实验中,我们选用773K、873K、973 K煅烧的活性氧化铝作为除氟吸附剂,同时选用动态吸附法移除水中的氟离子。突破曲线表明吸附容量随着煅烧温度的增加而降低。为了研究氟离子的初始浓度对吸附容量的影响,我们选用15 mg·L-1、20 mg·L-1、25 mg·L-1的氟离子溶液作为初始溶液,且吸附剂的吸附容量随着初始浓度的增加而增加。当活性氧化铝吸附氟离子达到饱和后,用pH值为13.0、13.3和13.5的氢氧化钠溶液对其再生,并用0.1 mol·L-1的盐酸溶液对其进行活化以提高吸附剂的吸附能力。通过比较五次再生过程中的解吸率和铝溶解率,可以看出pH值为13.0的氢氧化钠溶液最适合作解吸剂。通过分析吸附剂的氮气吸-脱附等温线,发现再生后的吸附剂的氮气吸脱附等温线的形状并没有发生很大的变化,说明再生过程中吸附剂的孔结构并没有被破坏。五次再生过程中吸附剂的比表面积和等电点的变化是影响吸附容量很重要的两个因素,发现吸附剂再生后其比表面积和等电点均增加。为检测再生吸附剂的吸附效果,每次再生后都需要进行一次吸附实验。突破曲线表明,和初始活性氧化铝相比,再生后达到饱和所用的时间更短,吸附量越大。为了探究吸附机理,我们用红外光谱表征吸附剂中的羟基,发现再生过程中吸附剂中Al―O―H含量的变化是影响活性氧化铝对氟离子吸附量的关键因素。

论文目录

• 1 Introduction
• 2 Experimental and computational section
•   2.1 Materials
•   2.2 Adsorbent characterizations
•   2.3 Measurement of F-and Al3+
•     2.3.1 Measurement of F-
•     2.3.2 Measurement of dissolved Al3+
•   2.4 Study of adsorption and regeneration
•     2.4.1 Fluoride adsorption experiment
•     2.4.2 Fluoride desorption and adsorbent regeneration
•     2.4.3 Removal of fluoride and regeneration principle
• 3 Results and discussion
•   3.1 Characterization of adsorbents
•     3.1.1 XRD analysis
•     3.1.2 SEM analysis
•     3.1.3 BET analysis of samples
•   3.2 Column adsorption experiments
•     3.2.1 Removal of fluoride by activated alumina calcined at three different temperatures
•     3.2.2 Effect of initial fluoride concentration on defluoridation
•   3.3 Regeneration study
•     3.3.1 Study of desorption agent of different pH
•     3.3.2 Analysis of nitrogen adsorption-desorption isotherm
•     3.3.3 Study of Zeta potential of regenerated alumina
•     3.3.4 Breakthrough curves of removal of fluoride by regenerated AA and its regeneration rate
• 4 Conclusions

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 徐向宇,廖艳清,孙建川,王旭辉,陈帅奇,吕志,宋家庆

关键词: 除氟,再生,活性氧化铝,突破曲线,电位

来源: 物理化学学报 2019年03期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 化学,无机化工

单位: 北京化工大学化学工程国家重点实验室

基金: supported from Shanghai Key Laboratory of Green Chemistry and Chemical Processes,East China Normal University,China(H2016107)~~

分类号: O647.3;TQ133.1

页码: 317-326

总页数: 10

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