一種鑭改性凹凸棒土去除水中氟離子的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鑭改性凹凸棒土去除水中氟離子的方法，在待凈化的水體中加入其質(zhì)量0.0001～0.001倍的鑭改性的凹凸棒土作為吸附劑，在溫度為15～35℃、pH為3.0～11.0的條件下吸附水中氟離子污染物，吸附時(shí)間為1min～4h，然后收集鑭改性的凹凸棒土，凈化水體中的氟離子污染物。經(jīng)過表面的修飾之后，鑭改性的凹凸棒土對(duì)水中氟離子的吸附效果得到顯著提高，作為吸附去除水體中的氟類污染物的吸附劑。本發(fā)明操作簡(jiǎn)單，材料易得，成本低廉，處理效果顯著。
【專利說明】一種鑭改性凹凸棒土去除水中氟離子的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于吸附法去除水中氟離子的應(yīng)用領(lǐng)域，具體涉及一種鑭改性凹凸棒土去除水中氟離子的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]氟是人體所必需的微量元素之一，適量的氟對(duì)于維持骨骼和牙齒發(fā)育是必不可少的。但過量攝入氟會(huì)導(dǎo)致各種疾病，如骨質(zhì)疏松癥，關(guān)節(jié)炎等。同時(shí)，氟化物超過一定濃度后，對(duì)動(dòng)植物也會(huì)造成影響。植物通過葉子或根系吸收大氣、水或土壤中過量的氟，并在體內(nèi)不斷積累，逐漸出現(xiàn)一些慢性傷害，嚴(yán)重影響產(chǎn)量。動(dòng)物飲用含氟量超標(biāo)的水或吃了含有過量氟的植物后，可能會(huì)導(dǎo)致氟中毒。含氟廢水對(duì)人們生活、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境都造成嚴(yán)重的影響，因此尋求成本較低、處理效果好的除氟方法是十分必要的。目前，國(guó)內(nèi)外常用的除氟方法主要有沉淀法、電凝聚法、反滲透法、離子交換法、膜分離法和吸附法。其中，電凝聚法和反滲透法具有較好的去除效果，但處理費(fèi)用較高；離子交換法、膜分離法和沉淀法選擇性相對(duì)較差，去除能力有限；吸附法因效率高、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)而受到廣泛關(guān)注。
[0003]目前，去除水中氟離子常用的吸附劑有活性炭、活性氧化鋁、骨炭和非糧生物質(zhì)材料等，然而這些材料吸附容量普遍不高?；钚蕴繉?duì)水中的氟離子的吸附量不到lmg/L，此外，活性炭材料的再生較為復(fù)雜?；钚匝趸X除氟是國(guó)內(nèi)外應(yīng)該用最廣泛、最成功的除氟方法，其除氟容量高，處理費(fèi)用低，但設(shè)備投資高，接觸強(qiáng)酸強(qiáng)堿安全性差，同時(shí)還存在機(jī)械強(qiáng)度差等不足。骨炭的應(yīng)用數(shù)量?jī)H次于活性氧化鋁，其缺陷在于吸附容量低，再生劑消耗大，再生時(shí)間長(zhǎng)，再生工藝復(fù)雜或衰減較快，資源有限，成本較高。因此，開發(fā)低成本的高效除氟吸附劑對(duì)含氟廢水的處理 具有重要意義。
[0004]凹凸棒土屬于天然礦物納米材料，是一種富鎂的硅酸鹽粘土礦物，呈細(xì)小的棒狀、纖維晶體形態(tài)，具有獨(dú)特的三維空間結(jié)構(gòu)和較大的比表面積，天然凹土具有較高的吸附活性，成本低廉，其價(jià)格僅為活性炭的1/5~1/10，而且資源豐富。將凹凸棒土用于水中氟的去除對(duì)降低除氟劑成本具有重要意義。研究表明，鑭氧化物吸附劑對(duì)氟離子具有較高的吸附容量和較好的選擇性，可以作為較優(yōu)的除氟吸附劑。同時(shí)，為了盡可能地提高鑭的利用率，降低鑭氧化物吸附劑的成本，開發(fā)鑭改性吸附材料已引起人們的關(guān)注。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于解決上述問題，提供一種鑭改性凹凸棒土去除水中氟離子的方法。該方法以凹凸棒土為基體，鑭鹽為改性劑，合成鑭改性凹凸棒土納米材料，并以鑭改性凹凸棒土為吸附劑去除水中氟離子，既充分利用了凹凸棒土大的比表面積和穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，又利用了鑭氧化物對(duì)氟的高效吸附能力，在除氟方面具有潛在的應(yīng)用前景。
[0006]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案包括以下步驟:
[0007]1)將鑭鹽與凹凸棒土加水混合，在60°C~90°C的水中攪拌至充分反應(yīng)；冷卻后過濾分離，將反應(yīng)產(chǎn)物用水充分清洗，烘干并充分研磨；其中，La3+與凹凸棒土的質(zhì)量比為(2 ~10):100 ；
[0008]2)將研磨后的產(chǎn)物在200~500°C下焙燒0.5h~4h，得到鑭改性的凹凸棒土 ；
[0009]3)在欲凈化的水體中加入其質(zhì)量0.0001~0.001倍的鑭改性的凹凸棒土作為吸附劑，在溫度為15°C~35°C、pH為3.0~11.0的條件下吸附水中的氟離子污染物,吸附飽和后，過濾，得到凈化水。
[0010]所述的凹凸棒土與鑭鹽混合前進(jìn)行以下預(yù)處理:
[0011]將凹凸棒土分散于水中，超聲處理至凹凸棒土分散均勻后，靜置后去除底部沉淀，過濾并收集凹凸棒土，烘干并研磨；然后將超聲后的凹凸棒土與0.1~lmol/L的鹽酸以1: 10的質(zhì)量體積比混合,并攪拌反應(yīng)1~2h，過濾并用水充分清洗凹凸棒土至洗脫為中性，烘干并研磨。
[0012]所述的步驟1)中，鑭鹽為硝酸鑭或氯化鑭。
[0013]所述的步驟3)中，吸附時(shí)間為lmin~240min。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果:
[0015]本發(fā)明以鑭改性的凹凸棒土為吸附劑，吸附去除水中的氟離子。本發(fā)明以廉價(jià)的凹凸棒土為基體，通過鑭鹽對(duì)其表面進(jìn)行修飾，得到了鑭改性的凹凸棒土，作為吸附去除水體中的氟類污染物的吸附劑，使其對(duì)水中的氟離子的吸附效果得到了顯著提高，本發(fā)明中的鑭改性凹凸棒土吸附劑對(duì)水中氟離子的飽和吸附量為25.91mg/g，多次再生后仍具有較高吸附量。該吸附劑具有化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，成本低廉，吸附效果好和再生性能耗等特點(diǎn)。
[0016]進(jìn)一步的，本發(fā)明以鑭改性的凹凸棒土為吸附劑，對(duì)水中的氟離子進(jìn)行吸附處理。吸附可采用動(dòng)態(tài)連續(xù)過程或靜態(tài)間歇過程。本發(fā)明處理的污水是含氟離子的微污染水源水，吸附劑和微污染水質(zhì)量比 為1:1000~2500，其中氟離子的初始濃度范圍為5~60mg/L,吸附時(shí)間為lmin~4h。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合具體的實(shí)施例和氟去除效果的檢測(cè)對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，所述是對(duì)發(fā)明的解釋而不是限定。
[0018]本發(fā)明包括以下步驟:
[0019]1)將凹凸棒土分散于水中，超聲處理至凹凸棒土分散均勻后，靜置后去除底部沉淀，過濾并收集凹凸棒土，烘干并研磨；然后將超聲后的凹凸棒土與0.1~lmol/L的鹽酸以1: 10的質(zhì)量體積比混合,并攪拌反應(yīng)1~2h，過濾并用水充分清洗凹凸棒土至洗脫為中性，烘干并研磨。
[0020]2)將硝酸鑭或氯化鑭與凹凸棒土加水混合，在60°C~90°C的水中攪拌至充分反應(yīng)；冷卻后過濾分離，將反應(yīng)產(chǎn)物用水充分清洗，烘干并充分研磨；其中，La3+與凹凸棒土的質(zhì)量比為(2~10): 100 ；
[0021]3)將研磨后的產(chǎn)物在200~500°C下焙燒0.5h~4h，得到鑭改性的凹凸棒土 ；
[0022]4)在欲凈化的水體中加入其質(zhì)量0.0001~0.001倍的鑭改性的凹凸棒土作為吸附劑，在溫度為15°C~35°C、pH為3.0~11.0的條件下吸附水中的氟離子污染物，吸附時(shí)間為lmin~240min ;吸附飽和后,過濾,得到凈化水。
[0023]下面列舉本發(fā)明的幾個(gè)具體實(shí)施例:[0024]實(shí)施例1
[0025]1)將凹凸棒土分散于水中，超聲處理至凹凸棒土分散均勻后，靜置后去除底部沉淀，過濾并收集凹凸棒土，烘干并研磨；然后將超聲后的凹凸棒土與lmol/L的鹽酸以1:10的質(zhì)量體積比混合，并攪拌反應(yīng)2h，過濾并用水充分清洗凹凸棒土至洗脫為中性，烘干并研磨。
[0026]2)將硝酸鑭或氯化鑭與凹凸棒土加水混合，在80°C的水中機(jī)械攪拌至充分反應(yīng)；冷卻后過濾分離，將反應(yīng)產(chǎn)物用水充分清洗，烘干并充分研磨；其中，La3+與凹凸棒土的質(zhì)量比為6:100 ；
[0027]3)將研磨后的產(chǎn)物在300°C下焙燒2h，得到鑭改性的凹凸棒土 ；
[0028]4)在欲凈化的水體中加入其質(zhì)量0.0005倍的鑭改性的凹凸棒土作為吸附劑，氟離子初始濃度為60mg/L，在溫度為25°C、pH為6.0的條件下吸附水中的氟離子污染物，吸附時(shí)間為240min ;吸附飽和后，過濾，得到凈化水。 [0029]吸附后，收集鑭改性凹凸棒土，測(cè)得氟離子的吸附量為21.05mg/g。其中，吸附量是指每克吸附劑所吸附的氟離子的質(zhì)量。
[0030]實(shí)施例2
[0031]1)將凹凸棒土分散于水中，超聲處理至凹凸棒土分散均勻后，靜置后去除底部沉淀，過濾并收集凹凸棒土，烘干并研磨；然后將超聲后的凹凸棒土與lmol/L的鹽酸以1:10的質(zhì)量體積比混合，并攪拌反應(yīng)2h，過濾并用水充分清洗凹凸棒土至洗脫為中性，烘干并研磨。
[0032]2)將硝酸鑭或氯化鑭與凹凸棒土加水混合，在80°C的水中機(jī)械攪拌至充分反應(yīng)；冷卻后過濾分離，將反應(yīng)產(chǎn)物用水充分清洗，烘干并充分研磨；其中，La3+與凹凸棒土的質(zhì)量比為6:100 ；
[0033]3)將研磨后的產(chǎn)物在300°C下焙燒2h，得到鑭改性的凹凸棒土 ；
[0034]4)在欲凈化的水體中加入其質(zhì)量0.0005倍的鑭改性的凹凸棒土作為吸附劑，氟離子初始濃度為60mg/L，在溫度為15°C、pH為6.0的條件下吸附水中的氟離子污染物，吸附時(shí)間為240min ;吸附飽和后，過濾，得到凈化水。
[0035]吸附后，收集鑭改性凹凸棒土，測(cè)得氟離子的吸附量為15.93mg/g。
[0036]實(shí)施例3
[0037]1)將凹凸棒土分散于水中，超聲處理至凹凸棒土分散均勻后，靜置后去除底部沉淀，過濾并收集凹凸棒土，烘干并研磨；然后將超聲后的凹凸棒土與lmol/L的鹽酸以1:10的質(zhì)量體積比混合，并攪拌反應(yīng)2h，過濾并用水充分清洗凹凸棒土至洗脫為中性，烘干并研磨。
[0038]2)將硝酸鑭或氯化鑭與凹凸棒土加水混合，在80°C的水中機(jī)械攪拌至充分反應(yīng)；冷卻后過濾分離，將反應(yīng)產(chǎn)物用水充分清洗，烘干并充分研磨；其中，La3+與凹凸棒土的質(zhì)量比為6:100 ；
[0039]3)將研磨后的產(chǎn)物在300°C下焙燒2h，得到鑭改性的凹凸棒土 ；
[0040]4)在欲凈化的水體中加入其質(zhì)量0.0005倍的鑭改性的凹凸棒土作為吸附劑，氟離子初始濃度為60mg/L，在溫度為35°C、pH為6.0的條件下吸附水中的氟離子污染物，吸附時(shí)間為240min ;吸附飽和后，過濾，得到凈化水。[0041]吸附后，收集鑭改性凹凸棒土，測(cè)得氟離子的吸附量為25.31mg/g?？梢?，相同條件下，隨著溫度的升高，氟離子的吸附量增加。
[0042]實(shí)施例4
[0043]1)將凹凸棒土分散于水中，超聲處理至凹凸棒土分散均勻后，靜置后去除底部沉淀，過濾并收集凹凸棒土，烘干并研磨；然后將超聲后的凹凸棒土與lmol/L的鹽酸以1:10的質(zhì)量體積比混合，并攪拌反應(yīng)2h，過濾并用水充分清洗凹凸棒土至洗脫為中性，烘干并研磨。
[0044]2)將硝酸鑭或氯化鑭與凹凸棒土加水混合，在80°C的水中機(jī)械攪拌至充分反應(yīng)；冷卻后過濾分離，將反應(yīng)產(chǎn)物用水充分清洗，烘干并充分研磨；其中，La3+與凹凸棒土的質(zhì)量比為6:100 ；
[0045]3)將研磨后的產(chǎn)物在300°C下焙燒2h，得到鑭改性的凹凸棒土 ；
[0046]4)在欲凈化的水體中加入其質(zhì)量0.0005倍的鑭改性的凹凸棒土作為吸附劑，氟離子初始濃度為30mg/L，在溫度為35°C、pH為6.0的條件下吸附水中的氟離子污染物，吸附時(shí)間為lmin ;吸附飽和后，過濾，得到凈化水。
[0047]吸附后，收集 鑭改 性凹凸棒土，測(cè)得氟離子的吸附量為6.60mg/g。 [0048]實(shí)施例5
[0049]1)將凹凸棒土分散于水中，超聲處理至凹凸棒土分散均勻后，靜置后去除底部沉淀，過濾并收集凹凸棒土，烘干并研磨；然后將超聲后的凹凸棒土與lmol/L的鹽酸以1:10的質(zhì)量體積比混合，并攪拌反應(yīng)2h，過濾并用水充分清洗凹凸棒土至洗脫為中性，烘干并研磨。
[0050]2)將硝酸鑭或氯化鑭與凹凸棒土加水混合，在80°C的水中機(jī)械攪拌至充分反應(yīng)；冷卻后過濾分離，將反應(yīng)產(chǎn)物用水充分清洗，烘干并充分研磨；其中，La3+與凹凸棒土的質(zhì)量比為6:100 ；
[0051]3)將研磨后的產(chǎn)物在300°C下焙燒2h，得到鑭改性的凹凸棒土 ；
[0052]4)在欲凈化的水體中加入其質(zhì)量0.0005倍的鑭改性的凹凸棒土作為吸附劑，氟離子初始濃度為30mg/L，在溫度為35°C、pH為6.0的條件下吸附水中的氟離子污染物，吸附時(shí)間為13min ;吸附飽和后，過濾，得到凈化水。
[0053]吸附后，收集鑭改性凹凸棒土，測(cè)得氟離子的吸附量為15.65mg/g。
[0054]實(shí)施例6
[0055]1)將凹凸棒土分散于水中，超聲處理至凹凸棒土分散均勻后，靜置后去除底部沉淀，過濾并收集凹凸棒土，烘干并研磨；然后將超聲后的凹凸棒土與lmol/L的鹽酸以1:10的質(zhì)量體積比混合，并攪拌反應(yīng)2h，過濾并用水充分清洗凹凸棒土至洗脫為中性，烘干并研磨。
[0056]2)將硝酸鑭或氯化鑭與凹凸棒土加水混合，在80°C的水中機(jī)械攪拌至充分反應(yīng)；冷卻后過濾分離，將反應(yīng)產(chǎn)物用水充分清洗，烘干并充分研磨；其中，La3+與凹凸棒土的質(zhì)量比為6:100 ；
[0057]3)將研磨后的產(chǎn)物在300°C下焙燒2h，得到鑭改性的凹凸棒土 ；
[0058]4)在欲凈化的水體中加入其質(zhì)量0.0005倍的鑭改性的凹凸棒土作為吸附劑，氟離子初始濃度為30mg/L，在溫度為35°C、pH為6.0的條件下吸附水中的氟離子污染物，吸附時(shí)間為206min ;吸附飽和后，過濾，得到凈化水。
[0059]吸附后，收集鑭改性凹凸棒土，測(cè)得氟離子的吸附量為17.26mg/g。
[0060]可見，吸附達(dá)到平衡前，吸附時(shí)間越長(zhǎng)，氟離子的吸附量越高。
[0061]實(shí)施例7
[0062]1)將凹凸棒土分散于水中，超聲處理至凹凸棒土分散均勻后，靜置后去除底部沉淀，過濾并收集凹凸棒土，烘干并研磨；然后將超聲后的凹凸棒土與lmol/L的鹽酸以1:10的質(zhì)量體積比混合，并攪拌反應(yīng)2h，過濾并用水充分清洗凹凸棒土至洗脫為中性，烘干并研磨。
[0063]2)將硝酸鑭或氯化鑭與凹凸棒土加水混合，在80°C的水中機(jī)械攪拌至充分反應(yīng)；冷卻后過濾分離，將反應(yīng)產(chǎn)物用水充分清洗，烘干并充分研磨；其中，La3+與凹凸棒土的質(zhì)量比為6:100 ；
[0064]3)將研磨后的產(chǎn)物在300°C下焙燒2h，得到鑭改性的凹凸棒土 ；
[0065]4)在欲凈化的水體中加入其質(zhì)量0.0005倍的鑭改性的凹凸棒土作為吸附劑，氟離子初始濃度為50mg/L，在溫度為25°C、pH為3的條件下吸附水中的氟離子污染物，吸附時(shí)間為240min ;吸附飽和后，過濾，得到凈化水。
[0066]吸附后，收集鑭改性凹凸棒土，測(cè)得氟離子的吸附量為21.79mg/g。
[0067]實(shí)施例8`[0068]1)將凹凸棒土分散于水中，超聲處理至凹凸棒土分散均勻后，靜置后去除底部沉淀，過濾并收集凹凸棒土，烘干并研磨；然后將超聲后的凹凸棒土與lmol/L的鹽酸以1:10的質(zhì)量體積比混合，并攪拌反應(yīng)2h，過濾并用水充分清洗凹凸棒土至洗脫為中性，烘干并研磨。
[0069]2)將硝酸鑭或氯化鑭與凹凸棒土加水混合，在80°C的水中機(jī)械攪拌至充分反應(yīng)；冷卻后過濾分離，將反應(yīng)產(chǎn)物用水充分清洗，烘干并充分研磨；其中，La3+與凹凸棒土的質(zhì)量比為6:100 ；
[0070]3)將研磨后的產(chǎn)物在300°C下焙燒2h，得到鑭改性的凹凸棒土 ；
[0071]4)在欲凈化的水體中加入其質(zhì)量0.0005倍的鑭改性的凹凸棒土作為吸附劑，氟離子初始濃度為50mg/L，在溫度為25°C、pH為7的條件下吸附水中的氟離子污染物，吸附時(shí)間為240min ;吸附飽和后，過濾，得到凈化水。
[0072]吸附后，收集鑭改性凹凸棒土，測(cè)得氟離子的吸附量為18.74mg/g。
[0073]實(shí)施例9
[0074]1)將凹凸棒土分散于水中，超聲處理至凹凸棒土分散均勻后，靜置后去除底部沉淀，過濾并收集凹凸棒土，烘干并研磨；然后將超聲后的凹凸棒土與lmol/L的鹽酸以1:10的質(zhì)量體積比混合，并攪拌反應(yīng)2h，過濾并用水充分清洗凹凸棒土至洗脫為中性，烘干并研磨。
[0075]2)將硝酸鑭或氯化鑭與凹凸棒土加水混合，在80°C的水中機(jī)械攪拌至充分反應(yīng)；冷卻后過濾分離，將反應(yīng)產(chǎn)物用水充分清洗，烘干并充分研磨；其中，La3+與凹凸棒土的質(zhì)量比為6:100 ；
[0076]3)將研磨后的產(chǎn)物在300°C下焙燒2h，得到鑭改性的凹凸棒土 ；
[0077]4)在欲凈化的水體中加入其質(zhì)量0.0005倍的鑭改性的凹凸棒土作為吸附劑，氟離子初始濃度為50mg/L，在溫度為25°C、pH為10.9的條件下吸附水中的氟離子污染物，吸附時(shí)間為240min ;吸附飽和后，過濾，得到凈化水。
[0078]吸附后，收集鑭改性凹凸棒土，測(cè)得氟離子的吸附量為1.57mg/g。
[0079]可見，鑭改性的凹凸棒土在溶液pH偏酸性條件下，對(duì)氟離子的吸附量比偏堿性條件下的吸附量高。
[0080]實(shí)施例10 [0081]1)將凹凸棒土分散于水中，超聲處理至凹凸棒土分散均勻后，靜置后去除底部沉淀，過濾并收集凹凸棒土，烘干并研磨；然后將超聲后的凹凸棒土與lmol/L的鹽酸以1:10的質(zhì)量體積比混合，并攪拌反應(yīng)2h，過濾并用水充分清洗凹凸棒土至洗脫為中性，烘干并研磨。
[0082]2)將硝酸鑭或氯化鑭與凹凸棒土加水混合，在80°C的水中機(jī)械攪拌至充分反應(yīng)；冷卻后過濾分離，將反應(yīng)產(chǎn)物用水充分清洗，烘干并充分研磨；其中，La3+與凹凸棒土的質(zhì)量比為6:100 ；
[0083]3)將研磨后的產(chǎn)物在300°C下焙燒2h，得到鑭改性的凹凸棒土 ；
[0084]4)在欲凈化的水體中加入其質(zhì)量0.0025倍的鑭改性的凹凸棒土作為吸附劑，氟離子初始濃度為60mg/L，在溫度為25°C、pH為6的條件下吸附水中的氟離子污染物，吸附時(shí)間為240min ;吸附飽和后，過濾，得到凈化水。
[0085]吸附后，收集鑭改性凹凸棒土，測(cè)得氟離子的吸附量為20.77mg/g。吸附平衡后，收集鑭改性凹凸棒土，以濃度為0.lmol/L的NaOH溶液為脫附劑，在封閉容器中進(jìn)行脫附，20~25°C恒溫振蕩，NaOH溶液與鑭改性凹凸棒土的質(zhì)量比為250:1，脫附時(shí)間2h。脫附后的吸附劑在此條件下的吸附量為18.78mg/g。
[0086]可見，鑭改性凹凸棒土對(duì)水中氟離子吸附飽和后可在0.lmol/L的NaOH溶液中進(jìn)行脫附，再生的吸附劑仍具有較高的吸附量，表明該吸附劑具有較好可再生性，可循環(huán)使用。
[0087]實(shí)施例11
[0088]1)將凹凸棒土分散于水中，超聲處理至凹凸棒土分散均勻后，靜置后去除底部沉淀，過濾并收集凹凸棒土，烘干并研磨；然后將超聲后的凹凸棒土與0.lmol/L的鹽酸以1:10的質(zhì)量體積比混合，并攪拌反應(yīng)lh，過濾并用水充分清洗凹凸棒土至中性，烘干并研磨。
[0089]2)將硝酸鑭或氯化鑭與凹凸棒土加水混合，在60°C的水中機(jī)械攪拌至充分反應(yīng)；冷卻后過濾分離，將反應(yīng)產(chǎn)物用水充分清洗，烘干并充分研磨；其中，La3+與凹凸棒土的質(zhì)量比為2:100 ；
[0090]3)將研磨后的產(chǎn)物在200°C下焙燒0.5h，得到鑭改性的凹凸棒土 ；
[0091]4)在欲凈化的水體中加入其質(zhì)量0.0001倍的鑭改性的凹凸棒土作為吸附劑，氟離子初始濃度為60mg/L，在溫度為20°C、pH為5的條件下吸附水中的氟離子污染物，吸附時(shí)間為50min ;吸附飽和后，過濾，得到凈化水。
[0092]實(shí)施例12
[0093]1)將凹凸棒土分散于水中，超聲處理至凹凸棒土分散均勻后，靜置后去除底部沉淀，過濾并收集凹凸棒土，烘干并研磨；然后將超聲后的凹凸棒土與0.4mol/L的鹽酸以1:10的質(zhì)量體積比混合，并攪拌反應(yīng)1.4h，過濾并用水充分清洗凹凸棒土至中性，烘干并研磨。
[0094]2)將硝酸鑭或氯化鑭與凹凸棒土加水混合，在70°C的水中機(jī)械攪拌至充分反應(yīng)；冷卻后過濾分離，將反應(yīng)產(chǎn)物用水充分清洗，烘干并充分研磨；其中，La3+與凹凸棒土的質(zhì)量比為4:100 ；
[0095]3)將研磨后的產(chǎn)物在250°C下焙燒1.5h，得到鑭改性的凹凸棒土 ；
[0096]4)在欲凈化的水體中加入其質(zhì)量0.0004倍的鑭改性的凹凸棒土作為吸附劑，氟離子初始濃度為60mg/L，在溫度為18°C、pH為7的條件下吸附水中的氟離子污染物，吸附時(shí)間為90min ;吸附飽和后，過濾，得到凈化水。
[0097]實(shí)施例13
[0098]1)將凹凸棒土分散于水中，超聲處理至凹凸棒土分散均勻后，靜置后去除底部沉淀，過濾并收集凹凸棒土，烘干并研磨；然后將超聲后的凹凸棒土與0.6mol/L的鹽酸以1:10的質(zhì)量體積比混合，并攪拌反應(yīng)1.6h，過濾并用水充分清洗凹凸棒土至中性，烘干并研磨。
[0099]2)將硝酸鑭或氯化鑭與凹凸棒土加水混合，在85°C的水中機(jī)械攪拌至充分反應(yīng)；冷卻后過濾分離，將反應(yīng)產(chǎn)物用水充分清洗，烘干并充分研磨；其中，La3+與凹凸棒土的質(zhì)量比為8:100 ；
[0100]3)將研磨后的產(chǎn)物在400°C下焙燒3h，得到鑭改性的凹凸棒土 ；
[0101]4)在欲凈化的水體中加入其質(zhì)量0.0007倍的鑭改性的凹凸棒土作為吸附劑，氟離子初始濃度為60mg/L，在溫度為27°C、pH為9的條件下吸附水中的氟離子污染物，吸附時(shí)間為180min ;吸附飽和后，過濾，得到凈化水。
[0102]實(shí)施例14
[0103]1)將凹凸棒土分散于水中，超聲處理至凹凸棒土分散均勻后，靜置后去除底部沉淀，過濾并收集凹凸棒土，烘干并研磨；然后將超聲后的凹凸棒土與0.8mol/L的鹽酸以1:10的質(zhì)量體積比混合，并攪拌反應(yīng)1.8h，過濾并用水充分清洗凹凸棒土至洗脫為中性，烘干并研磨。
[0104]2)將硝酸鑭或氯化鑭與凹凸棒土加水混合，在90°C的水中機(jī)械攪拌至充分反應(yīng)；冷卻后過濾分離，將反應(yīng)產(chǎn)物用水充分清洗，烘干并充分研磨；其中，La3+與凹凸棒土的質(zhì)量比為10:100 ；
[0105]3)將研磨后的產(chǎn)物在500°C下焙燒4h，得到鑭改性的凹凸棒土 ；
[0106]4)在欲凈化的水體中加入其質(zhì)量0.001倍的鑭改性的凹凸棒土作為吸附劑，氟離子初始濃度為60mg/L，在溫度為35°C、pH為11的條件下吸附水中的氟離子污染物，吸附時(shí)間為230min ;吸附飽和后，過濾，得到凈化水。
[0107]下面列舉本發(fā)明的一個(gè)對(duì)比實(shí)施例:
[0108]對(duì)比實(shí)施例
[0109]1)將凹凸棒土分散于水中，超聲處理至凹凸棒土分散均勻后，靜置后去除底部沉淀，過濾并收集凹凸棒土，烘干并研磨；然后將超聲后的凹凸棒土與lmol/L的鹽酸以1:10的質(zhì)量體積比混合，并攪拌反應(yīng)2h，過濾并用水充分清洗凹凸棒土至洗脫為中性，烘干并研磨。[0110]2)在欲凈化的水體中加入其質(zhì)量0.0005倍的凹凸棒土作為吸附劑，氟離子初始濃度為60mg/L，在溫度為25V、pH為6.0的條件下吸附水中的氟離子污染物，吸附時(shí)間為240min ;吸附飽和后,過濾,得到凈化水。
[0111]吸附后，收集鑭改性凹凸棒土，測(cè)得氟離子的吸附量小于lmg/g。
[0112]可見，凹凸棒土 載體在吸附過程中的作用可以忽略不計(jì)。
【權(quán)利要求】
1.一種鑭改性凹凸棒土去除水中氟離子的方法，其特征在于，包括以下步驟:1)將鑭鹽與凹凸棒土加水混合，在60°c~90°C的水中攪拌至充分反應(yīng)；冷卻后過濾分離，將反應(yīng)產(chǎn)物用水充分清洗，烘干并充分研磨；其中，La3+與凹凸棒土的質(zhì)量比為2~10:100 ；2)將研磨后的產(chǎn)物在200~500°C下焙燒0.5h~4h，得到鑭改性的凹凸棒土 ；3)在欲凈化的水體中加入其質(zhì)量0.0001~0.001倍的鑭改性的凹凸棒土作為吸附劑，在溫度為15°C~35°C、pH為3.0~11.0的條件下吸附水中的氟離子污染物,吸附飽和后，過濾，得到凈化水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑭改性凹凸棒土去除水中氟離子的方法，其特征在于:所述的凹凸棒土與鑭鹽混合前進(jìn)行以下預(yù)處理:將凹凸棒土分散于水中，超聲處理至凹凸棒土分散均勻后，靜置后去除底部沉淀，過濾并收集凹凸棒土，烘干并研磨；然后將超聲后的凹凸棒土與0.1~lmol/L的鹽酸以1:10的質(zhì)量體積比混合，并攪拌反應(yīng)1~2h，過濾并用水充分清洗凹凸棒土至洗脫為中性，烘干并研磨。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑭改性凹凸棒土去除水中氟離子的方法，其特征在于:所述的步驟1)中，鑭鹽為硝酸鑭或氯化鑭。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑭改性凹凸棒土去除水中氟離子的方法，其特征在于:所述的步驟3)中，吸附時(shí)間為lmin~240min。
【文檔編號(hào)】C02F1/28GK103723785SQ201310684743
【公開日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2013年12月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月13日
【發(fā)明者】王家宏, 常娥, 陳浩 申請(qǐng)人:陜西科技大學(xué)