机械力化学法制备钙铝复合材料用于深度脱氟

郭琳, 张其武. 机械力化学法制备钙铝复合材料用于深度脱氟[J]. 矿产保护与利用, 2021, 41(1): 9-14. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2021.01.001
引用本文: 郭琳, 张其武. 机械力化学法制备钙铝复合材料用于深度脱氟[J]. 矿产保护与利用, 2021, 41(1): 9-14. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2021.01.001
GUO Lin, ZHANG Qiwu. Calcium-Aluminum Composite Material Prepared by Mechanochemical Method for Deep Defluorination[J]. Conservation and Utilization of Mineral Resources, 2021, 41(1): 9-14. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2021.01.001
Citation: GUO Lin, ZHANG Qiwu. Calcium-Aluminum Composite Material Prepared by Mechanochemical Method for Deep Defluorination[J]. Conservation and Utilization of Mineral Resources, 2021, 41(1): 9-14. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2021.01.001

机械力化学法制备钙铝复合材料用于深度脱氟

详细信息
    作者简介: 郭琳(1996-)女, 在读硕士研究生, 主要从事水环境与土壤环境治理研究
    通讯作者: 张其武, 教授, 博士生导师, zhangqw@whut.edu.cn
  • 中图分类号: X751

Calcium-Aluminum Composite Material Prepared by Mechanochemical Method for Deep Defluorination

More Information
  • 水体中氟化物含量超标一直是全球关注的环境问题之一,使用含钙物质生成氟化钙沉淀法,出水浓度一般在8~9 mg/L,不能满足饮用水中含氟低于1.5 mg/L的世卫标准。为此,本文基于机械力活化的概念,使用行星磨球磨钙铝氢氧化物合成加藤石材料[Ca3Al2(OH)12],通过OH-与F-离子交换的新脱氟机理,实现了饮水达标的深度脱氟。在Ca:Al摩尔比为3:2、球磨1 h、转速为500 r/min的条件下,制备的材料可将氟离子浓度从10 mg/L降到0.32 mg/L。用高岭石代替氢氧化铝也能实现类似的深度脱氟,为含氟废水的高度净化提供了新的思路和可行性。

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  • 图 1  球磨活化Ca(OH)2和Al(OH)3中不同Ca : Al摩尔比对去除氟离子去除效果随反应时间的变化(球磨时间1 h,搅拌时间2 h)

    Figure 1. 

    图 2  球磨时间对材料除氟的效果的影响(Ca : Al摩尔比3 : 2, 搅拌时间2 h)

    Figure 2. 

    图 3  合成材料的XRD图谱(球磨时间1 h,Ca : Al摩尔比3 : 2)

    Figure 3. 

    图 4  材料在不同浓度氟离子溶液中沉淀物的XRD图谱(球磨时间1h,搅拌时间2 h,Ca : Al摩尔比3 : 2)

    Figure 4. 

    图 5  共存阴离子对材料除氟性能的影响(样品制备条件球磨1 h,Ca : Al摩尔比3 : 2, 搅拌时间2 h)

    Figure 5. 

    图 6  球磨活化Ca(OH)2和高岭土中不同Ca : Al摩尔比对去除氟离子影响(球磨时间1 h,搅拌时间12 h)

    Figure 6. 

    图 7  球磨氢氧化钙和高岭石的产物XRD图谱(球磨时间1 h,Ca : Al摩尔比3 : 2)

    Figure 7. 

    图 8  球磨样品和原样的TG(a)和DSC(b)结果(球磨时间1 h,Ca : Al摩尔比3 : 2)

    Figure 8. 

    表 1  高岭土样品的主要化学成分

    Table 1.  Main chemical compositions of kaolin sample

    Composition Na2O MgO Al2O3 SiO2 P2O5 SO3
    Mass/% 0.14 0.19 36.91 45.50 0.16 0.86
    Composition K2O CaO TiO2 Fe2O3 LOI
    Mass/% 0.24 0.44 1.15 0.59 13.82
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出版历程
收稿日期:  2020-12-16
刊出日期:  2021-02-25

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