CN103537254A - 一种玄武岩纤维毡负载氧化铝除氟吸附材料及其制备方法 - Google Patents

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梁小平
李冬梅
左蕊
毛新钰
刘凯
周倩倩
王欢
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Abstract

本发明涉及一种玄武岩纤维毡负载氧化铝除氟吸附材料及其制备方法，该除氟吸附材料为玄武岩纤维毡负载氧化铝。以六水合氯化铝、氨水和硝酸制备勃姆石溶胶；玄武岩纤维在350～600℃预处理1～3小时；预处理后的玄武岩纤维毡浸渍在制备的勃姆石溶胶中10～30分钟，干燥，在550～600℃下焙烧1.5～2小时，制得玄武岩纤维毡载体负载氧化铝，可用于水处理领域的吸附除氟。本发明的有益效果为：除氟吸附材料易回收，且减小实心材料的中心部分材料的浪费，节约成本。

Description

一种玄武岩纤维毡负载氧化铝除氟吸附材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种玄武岩纤维毡负载氧化铝除氟吸附材料及其制备方法，涉及水处理材料领域。
背景技术
氟是人体必需的微量元素，但氟过剩可导致疾病。除氟的方法有很多种，其中包括化学沉淀法、絮凝沉淀法、反渗透法、吸附法等。吸附法以其低廉的原料成本、简单的工艺流程在饮用水除氟方面表现出极大的优势，其中氧化铝除氟技术被美国推荐为最佳处理技术。
在现有氧化铝除氟吸附技术中，氧化铝多采用粉末、颗粒或涂覆在其他实心固体材料上。直接采用氧化铝粉末作为吸附材料投入含氟水中的技术，吸附剂粉末的回收是共同的难题。而采用氧化铝颗粒或块体材料时，由于颗粒或块体材料中心部分很难接触到水中氟离子而失去了吸附作用，造成了吸附材料的浪费。还有一些技术，把氧化铝吸附剂涂覆或粘结在其他实心材料上，如氧化铁、金属、浮石等，但这样也会造成材料中心部分浪费，增加成本。
发明内容
针对氧化铝除氟吸附材料中粉末材料不易回收，以及颗粒和涂覆在其他固体实心材料上的氧化铝会造成材料中心部分浪费，成本高的问题，本发明提供一种玄武岩纤维毡负载氧化铝除氟吸附材料及其制备方法。
本发明提供的除氟吸附材料，为玄武岩纤维毡负载氧化铝，以玄武岩纤维毡为载体，负载氧化铝。
本发明给出的玄武岩纤维毡负载氧化铝除氟吸附材料制备方法，技术方案如下：称取一定量的六水合氯化铝，加入去离子水溶解，配置成0.6-1.0mol／L的氯化铝溶液；在40-70℃下恒温搅拌，向混合液中以每分钟1～2滴的速度滴加氨水，至pH=8反应生成勃姆石凝胶；把勃姆石凝胶抽滤，并洗涤5～8次，至滤液呈中性，加入与溶解氯化铝所用量相同的去离子水，在80～85℃恒温搅拌，并向其中滴加胶溶剂至pH=4，继续搅拌3～5小时至形成稳定澄清的溶胶；玄武岩纤维毡在350～600℃下预处理1～3小时至质量不再发生变化；冷却后浸渍在制备的勃姆石溶胶中10～30分钟，然后取出进行干燥，再在550～600℃下焙烧1.5～2小时，得到玄武岩纤维毡负载氧化铝除氟吸附材料。
所述的胶溶剂为1mol／L稀硝酸。
所述方法制备的玄武岩纤维毡负载氧化铝在100mL氟离子浓度为10mol／L的氟化钠水溶液中，氧化铝加入量为0.708g时，吸附量可达1.35mg／g。
本发明的有益效果为：除氟吸附材料易回收，且减小浪费，节约成本。
附图说明
图1是未负载氧化铝的玄武岩纤维毡放大2000倍的扫描电子显微镜(SEM)图片。
图2是实施例1制备的玄武岩纤维毡负载氧化铝除氟吸附材料放大2000倍的扫描电子纤维镜(SEM)图片。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
实施例1
本实施例提供一种除氟吸附材料，其为玄武岩纤维毡负载氧化铝，以玄武岩纤维毡为载体，负载氧化铝。
玄武岩纤维毡负载氧化铝除氟吸附材料的制备方法如下：
(1)称取一定量的六水合氯化铝，加入去离子水溶解，配置成0.6mol／L的氯化铝溶液，在50℃下恒温搅拌，向混合液中以每分钟1滴的速度滴加氨水，至pH=8，此时已反应生成勃姆石凝胶；
(2)把勃姆石凝胶抽滤，并洗涤5次，至滤液呈中性，加入一定量去离子水，加入去离子水的量与步骤(1)溶解氯化铝所用去离子水的量相同，在80℃恒温搅拌，并向其中滴加胶溶剂(1mol／L稀硝酸)至pH=4，继续搅拌5小时至形成稳定澄清的溶胶；
(3)对玄武岩纤维毡进行预处理：将玄武岩纤维毡放入马弗炉中，在350℃下预处理3小时至质量不再发生变化；
(4)将预处理后的玄武岩纤维毡冷却后浸渍在制备的勃姆石溶胶中10分钟，然后取出进行干燥，在550℃下焙烧2小时，得到玄武岩纤维毡负载氧化铝除氟吸附材料。
实施例2
本实施例提供一种除氟吸附材料，其为玄武岩纤维毡负载氧化铝，以玄武岩纤维毡为载体，负载氧化铝。
玄武岩纤维毡负载氧化铝除氟吸附材料的制备方法如下：
(1)称取一定量的六水合氯化铝，加入去离子水溶解，配置成1.0mol／L的氯化铝溶液，在70℃下恒温搅拌，向混合液中以每分钟2滴的速度滴加氨水，至pH=8，此时已反应生成勃姆石凝胶；
(2)把勃姆石凝胶抽滤，并洗涤8次，至滤液呈中性，加入一定量去离子水，加入去离子水的量与步骤(1)溶解氯化铝所用去离子水的量相同，在85℃恒温搅拌，并向其中滴加胶溶剂(1mol／L稀硝酸)至pH=4，继续搅拌3小时至形成稳定澄清的溶胶；
(3)将玄武岩纤维毡放入马弗炉中，在600℃下预处理1小时至质量不再发生变化；
(4)将预处理后的玄武岩纤维毡冷却后浸渍在制备的勃姆石溶胶中30分钟，干燥，在600℃下焙烧1.5小时，得到玄武岩纤维毡负载氧化铝除氟吸附材料。
实施例1和实施例2制备的玄武岩纤维毡负载氧化铝在100mL氟离子浓度为10mol／L的氟化钠水溶液中，氧化铝加入量为0.708g时，吸附量可达1.35mg／g。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种除氟吸附材料，其特征在于，该除氟吸附材料为玄武岩纤维毡负载氧化铝。
2.一种玄武岩纤维毡负载氧化铝除氟吸附材料的制备方法，其特征在于它包括以下步骤：
(1)称取一定量六水合氯化铝，加入去离子水溶解，配置成0.6-1.0mol／L的氯化铝溶液，在40-70℃下恒温搅拌，向混合液中以每分钟1～2滴的速度滴加氨水，至pH=8，此时已反应生成勃姆石凝胶；
(2)把勃姆石凝胶抽滤，并洗涤5～8次，至滤液呈中性，加入与步骤(1)溶解氯化铝所用量相同的去离子水，80～85℃恒温搅拌，并向其中滴加胶溶剂至pH=4，继续搅拌3～5小时至形成稳定澄清的溶胶；
(3)对玄武岩纤维毡进行预处理：将玄武岩纤维毡在350～600℃下预处理1～3小时至质量不再发生变化；
(4)将预处理后的玄武岩纤维毡冷却后浸渍在制备的勃姆石溶胶中10～30分钟，然后取出进行干燥，再在550～600℃下焙烧1.5～2小时，得到玄武岩纤维毡负载氧化铝除氟吸附材料。
3.根据权利要求2所述的玄武岩纤维毡负载氧化铝除氟吸附材料的制备方法，其特征在于：所述的胶溶剂为1mol／L稀硝酸。
4.根据权利要求2所述的玄武岩纤维毡负载氧化铝除氟吸附材料的制备方法，其特征在于，以玄武岩纤维毡为载体，负载氧化铝。
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