地下水中的氟化物污染會(huì)導(dǎo)致某些疾病,過量攝取氟化物會(huì)引起牙齒和骨骼類疾病。世界衛(wèi)生組織嚴(yán)格規(guī)定飲用水中所允許的最高氟含量為1.5mg/L。由于簡(jiǎn)易性和選擇性,吸附法已被認(rèn)為是一種較有前景的除氟技術(shù)。但是,目前世界范圍內(nèi)地下水中氟污染問題的嚴(yán)重性導(dǎo)致對(duì)高效吸附劑的需求迫切增加。鑭是一種廣泛使用的對(duì)氟具有高親和力的稀土金屬之一。同時(shí),廢棄骨料垃圾的任意填埋會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。為了實(shí)現(xiàn)骨頭廢物回收利用并提高其除氟效率,本研究合成了一種鑭改性廢棄動(dòng)物骨粉(LBW)復(fù)合材料并進(jìn)行了批實(shí)驗(yàn)研究以期實(shí)現(xiàn)地下水中氟離子的高效去除。主要結(jié)論如下:(1)通過SEM、BET、XRD、FTIR和XPS等檢測(cè)方法對(duì)LBW復(fù)合材料進(jìn)行表征分析。SEM及BET測(cè)試發(fā)現(xiàn)鑭改性廢棄動(dòng)物骨粉后會(huì)增加骨粉的多孔結(jié)構(gòu),增大其表面積。XRD測(cè)試證明了LBW復(fù)合材料中La_2O_3和La(OH)_3晶體的存在,并且微量的La就已經(jīng)會(huì)對(duì)氟離子有較好的親和力。FTIR光譜證明了LBW上有大量-OH官能團(tuán),這些官能團(tuán)會(huì)與氟離子發(fā)生離子交換從而達(dá)到除氟的效果。O 1s和La 3d的高分辨XPS譜圖顯示,氟離子吸附后,羥基(-OH)含量減少,La 3d峰向高結(jié)合能側(cè)移動(dòng)。(2)LBW復(fù)合材料具有較高的零點(diǎn)電位,當(dāng)pH=11.4時(shí),其表面電位為零。當(dāng)溶液初始pH值在2.5 10的范圍時(shí),LBW復(fù)合材料對(duì)溶液的pH值具有良好的緩沖性能;幾種常見的共存含氧陰離子在0 100 mg/L范圍內(nèi)對(duì)F~ 去除幾乎沒有任何不利影響,復(fù)合材料LBW可進(jìn)行再生后多次循環(huán)利用。(3)本研究中氟離子吸附反應(yīng)是典型的化學(xué)吸附過程,該過程遵循PSO及F-L PSO動(dòng)力學(xué)模型。FVER模型證明吸附劑在氟離子吸附初期具有較大的平衡表面覆蓋度。等溫線研究發(fā)現(xiàn)該反應(yīng)更符合Langmuir等溫吸附模型,表明LBW吸附劑去除氟離子的過程是結(jié)構(gòu)均勻表面上的單層吸附反應(yīng)。(4)本研究中氟離子被吸附的過程主要是通過LBW吸附劑表面帶有的正電通過靜電吸附作用和F~-與OH~-之間的離子交換作用實(shí)現(xiàn)的。本研究采用生活中的多孔含鈣廢棄動(dòng)物骨料進(jìn)行簡(jiǎn)單的預(yù)處理后作為載體,廉價(jià)易得,并且降低了生物質(zhì)廢料對(duì)環(huán)境造成的二次污染,實(shí)現(xiàn)了資源化的再利用。首次利用多價(jià)稀土金屬鑭進(jìn)行負(fù)載改性,在保持鑭較高表面活性的同時(shí),提高了廢棄動(dòng)物骨粉的吸附量,復(fù)合材料具有協(xié)同效應(yīng),且富含羥基、羰基等官能團(tuán),使改性骨粉的吸附能力得到有效提升,為地下水中氟污染的實(shí)際工程應(yīng)用提供一種有前景的方法。
【學(xué)位單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TU991.266
【部分圖文】：

圖 2-1 LBW 復(fù)合材料的制備工藝流程圖2.1.4 檢測(cè)方法本研究檢測(cè)方法根據(jù)《水質(zhì)氟離子的測(cè)定離子選擇電極法》（GB7484-87）（中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)局，1987）。（1） 標(biāo)準(zhǔn)曲線的測(cè)定本實(shí)驗(yàn)所有溶液除另有說明外，所用水均為去離子水。測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)曲線所需溶液的配制如下：①鹽酸（HCl）：1mol/L，分析純；②總離子強(qiáng)度緩沖液（TISAB）：稱取 58.8g 二水檸檬酸鈉和 85g 硝酸鈉，加水溶解，用鹽酸調(diào)節(jié) pH 至 5 6，轉(zhuǎn)入 1000mL 容量瓶中，稀釋至標(biāo)線，搖勻；③氟離子標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液：稱取 0.2210g 基準(zhǔn)氟化鈉（NaF）（預(yù)先于 105 110℃干燥 2h，或者于 500 650℃干燥約 40min，冷卻），用水溶解后轉(zhuǎn)入 1000mL 容量瓶中，稀釋至標(biāo)線，搖勻。貯存在聚乙烯瓶中。此溶液每毫升含氟離子 0.1mg；

離子水稀釋定容至標(biāo)線，搖勻，分別倒入 100mL 塑料燒杯中，每個(gè)燒杯中各入一個(gè)磁性攪拌子，按質(zhì)量濃度由低到高的順序，依次插入電極，連續(xù)攪拌溶，當(dāng)電位（E）穩(wěn)定時(shí)讀取。在每一次測(cè)量之前，都需用去離子水沖洗電極用濾紙吸干。測(cè)定完后以平衡電位 E 為縱坐標(biāo)，氟標(biāo)液中的 F 濃度為橫坐標(biāo)， Origin 9.0 中繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，圖 2-2 為 F 的標(biāo)準(zhǔn)曲線。

改性廢棄動(dòng)物骨粉制備過程中的影響因素研究煅燒溫度對(duì)骨粉除氟性能的影響了檢驗(yàn)廢棄動(dòng)物骨粉預(yù)處理時(shí)煅燒溫度對(duì)吸附劑除氟效果的影初步預(yù)處理未煅燒骨粉作為參照，將不同煅燒溫度條件下（其中 200℃、300℃、400℃、500℃）制得的骨粉按照 10g/L 的投加子濃度為 10mg/L 的溶液中進(jìn)行吸附實(shí)驗(yàn)，在 pH=6 7 的條件下00rpm 的氣浴恒溫振蕩箱中反應(yīng)達(dá)吸附平衡后，測(cè)定溶液中剩余驗(yàn)結(jié)果如圖 2-3 所示。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 成麗華;;深度處理工藝在城市污水處理廠設(shè)計(jì)中的選擇及應(yīng)用[J];城市道橋與防洪;2012年07期

2 羅道成;汪威;安靜;;赤泥負(fù)載鑭新型吸附劑的制備及其除氟性能[J];礦業(yè)工程研究;2012年02期

3 戴U喣

本文編號(hào)：2826007