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活性炭去除氟化物
文章作者：韩研网络部 更新时间：2017-6-30 16:36:46

　　当通过浸渍或沉淀用锆(IV)改性活性炭时，氟吸附量通�；岬玫礁纳�。通过控制浸渍条件可以改善这些杂化吸附剂，这确定了Zr相在活性炭表面上的组装和分散。在这里，活性炭用Zr(IV)与草酸(OA)一起改性，以使锆分散体最大化并增强氟化物吸附。吸附实验在pH7和25℃下进行，氟浓度为40 mg L -1�；钚蕴烤齇A / Zr改性以达到氟化物吸附的最佳条件。电位滴定显示，改性后的活性炭(锆改性活性炭)在pH低于7时具有正电荷，分析表明锆离子主要与活性炭表面上的羧基相互作用。

　　此外氟化物可以存在于饮用水中，在约0.7毫克L -1的水平上被认为是有益的，但如果超过1.5毫克L -1则有害。如果摄取于高氟化物浓度的饮用水或地下水(饮用水的主要来源之一)可产生危害，并且在严重情况下可导致氟中毒(牙齿和骨骼异常)或神经损伤。氟化物浓度，最多30毫克的L -1可以在地下水在全球许多地区中找到，并且它至少在25个国家的存在。

活性炭去除氟化物

　　许多研究都集中在从水溶液中除去氟化物工程改造的吸附剂，和吸附剂包括活化和浸渍的氧化铝，粘土，矿物质和植物，活性炭和纳米管 ，稀有氧化物，聚合材料和树脂。还知道，一些金属氧化物如铁，锰，镧，铝，锆或钛掺入吸附剂表面可以显着增加氟化物吸附容量�；钚蕴�，具有天然(未改性)巨大表面积，是来自水的氟化物的优秀吸附剂，但是可以提供稳定的支持，以实现强大的氟化物吸附剂的金属相的高分散性，并且还可以抑制这些活性金属颗粒的烧结或体积沉淀。当这种活性炭质材料用锆(IV)及其金属络合物浸渍时，吸附能力已经被提高了3-5倍 �？刂苹钚蕴勘砻婊透涸亟鹗粝嗟某叽绶植际翘岣叻镂侥芰Φ墓丶蛩亍２⑶一箍梢砸种普庑┗钚越鹗艨帕５纳战峄蛱寤龀�。

　　一些研究已经集中在装载锆(IV)转换成几种吸附剂通过浸渍或沉淀使用金属盐溶液。虽然这种合成操作简单，但是由于pH，离子强度，络合剂的存在或已知会影响Zr(IV)颗粒的聚集和重组的其他因素的影响，难以理解和优化。在许多情况下，吸附剂的特定面积由于平均尺寸范围为纳米至微米的含Zr颗粒的孔阻塞而下降，并且在常规合成中不受控制。我们相信有意使用可以在合成过程中结合粒子表面或核的络合(或螯合)配体，可能有助于控制分散金属的生长和最终粒度分布。有机酸已经证明在成核和聚合阶段。这种方法尚未被系统地用于将含Zr纳米颗粒负载到碳质表面如活性炭上，因此利用高机械强度，优异的流通系统渗透性和高活性炭表面，以供将来在脱氟工艺中使用用于饮用水系统。本研究的目的是通过在浸渍过程中用草酸作为络合配体控制含Zr(Ⅳ)颗粒的粒径，提出可能的氟吸附机理，提高颗�；钚蕴康姆侥芰Α�

　　活性炭使用锆改性

　　根据考虑了Zr(IV)/有机封端剂(Zr / OA)比率的实验设计，制备了锆浸渍的活性炭，以确定产生具有最高氟吸附能力的吸附剂的条件。将活性炭加入到Zr 2 +〜15 %的ZrOClO 2 ·8H 2 O溶液中。随后，将浸渍的活性炭与10mL的0.01-12.2%的草酸溶液混合1天，然后过滤，漂洗，并在60℃下干燥12小时。由此得到的浸渍完成的活性炭称为ZrOx-AC。将F400加入到ZrOClO 2 ·8H 2 O溶液中，所得材料表示为锆改性活性炭。所有浸渍过程均在25℃进行。

　　活性炭吸附氟化物机理

　　这里使用的多种光谱技术与电位滴定提供了关于Zr-草酸浸渍的活性炭(ZrOx-AC)中的氟化物吸附过程的有价值的信息。光谱分析确定了在商业活性炭(F400)上和氟化物吸收中参与Zr(IV)离子锚定的主要官能团。此外，这些分析有助于确定碳表面上的氟氧化锆种类。

　　因此，根据本研究中的所有证据，可以假定可能的氟吸附机理(上图)。首先，ZrOCl 2(ZrOOH +或[Zr(OH)2 + x ·(4-x)H 2 O] 4 (8-4x)+)的水解Zr(IV)-COOH基团通过静电相互作用形成CO-Zr键�？悸堑斤�(IV)能形成四面体和八面体的聚合物结构。因此，可以提出活性炭表面的氧官能度之间的第一相互作用，参见图。

　　总之，表明在活性炭的Zr掺杂过程中加入草酸可使氟吸附量在简单的Zr掺杂的AC下以1.05的最佳Zr / OA比提高3倍。我们的工作表明，增强机理涉及与Zr离子的OA络合，其控制成核并限制在常规方法中减少Zr分散的ZrO 2颗粒的生长。抑制颗粒生长增加了锆活性表面积，并且以与活性炭表面位点相关的OA分子复合物的形式留下了一些高活性的Zr。最后，提出的氟化物吸附机理是从Zr-草酸盐表面位置进行羟基交换，并且在Zr = O组中氟离子与锆离子的正电荷相互作用。

文章标签：椰壳活性炭,果壳活性炭,煤质活性炭,木质活性炭,蜂窝活性炭,净水活性炭.

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