[发明专利]一种用于脱除水中氟离子的复合吸附剂及其制备方法

说明书

一种用于脱除水中氟离子的复合吸附剂及其制备方法，特别涉及一种用于脱除地下水中氟离子的纳米FeOOH/γ‑Al2O3复合微球吸附剂及其制备方法。其特征在于其复合吸附剂为在有序介孔球形氧化铝为负载体，负载纳米FeOOH的FeOOH/γ‑Al2O3复合吸附剂。本发明的方法采用溶胶‑凝胶法结合油氨成型的方法制备出球形氧化铝前驱体，在一定温度下焙烧而得到球形介孔有序氧化铝，然后通过浸泡还原法制备出纳米FeOOH/γ‑Al2O3复合微球，不仅可以实现有序介孔球形氧化铝的制备，而且纳米FeOOH均匀分布在氧化铝中，并且操作过程简单，环境友好，易于产业化，脱除水中氟离子效果好。

技术领域

一种用于脱除水中氟离子的复合吸附剂及其制备方法，特别涉及一种用于脱除地下水中氟离子的纳米FeOOH/γ-Al2O3复合微球吸附剂及其制备方法。

背景技术

过去的一段时间里，许多国家和地区发生了典型的地理化学型的氟中毒的事件，其主要原因是人们饮用了氟离子污染的水。为此，世界健康组织(WHO)规定了饮用水的氟离子的最高限度值是1.5毫克/升。研究发现，人们长期饮用低于0.5毫克/升的地下水时龋齿的发病率会提高；当地下水中氟离子含量介于0.5-1.0毫克/升时，对人体没有负面影响；而当饮用水氟离子含量高于1.0毫克/升时，长期饮用可能导致骨骼氟质化，甚至可能引发癌症及对脑和肾产生不利影响。

为了脱除饮用水中的氟，或者说为了净化氟污染的地下水，许多方法和技术被用来消除氟离子对人的危害，比如沉淀凝聚法，离子交换法，反渗透法，电渗析及电化学以及吸附法。各种方法适用于不同的水应用场合，比如沉淀凝聚法，可以去除大量的氟离子，同时引入了别的杂质，并且氟离子浓度不能降低到饮用水的要求；离子交换法、反渗透法、电渗析及电化学法虽然能够降低氟离子含量到饮用水要求，但是操作成本与维护成本很高，也不适应于一般家用的脱除水中氟离子的技术；而吸附法被认为是经济而易于实现的技术而受到研究者的兴趣。其中，吸附质在其中起了关键性的作用。相对于红土、飞灰、骨灰及生物质吸附剂，介孔氧化铝粉体显现了对氟离子的较强吸附能力，但还是不能满足家用脱氟的要求。

近几年来，纳米铁，铁的水合物因具有快速，高效脱除水中有害元素的作用而受到广泛的关注。比如R.A.Crane等综述了纳米零价铁在饮用水上处理有害元素的应用情况及应用前景；D.Mishra研究了铁及铁氧化物的混合物，作为高效的活性吸附剂，能脱除饮用水中的砷元素；以及E.Kumar等的研究显示，球形氧化铁颗粒能脱除水中的砷离子。由于铁及铁氧化物的脆性，化学活性好以及那么材料颗粒细小而容易随着水处理过程进行而流失，这些不利因素会导致生产成本的增加而影响其应用。为此，为了克服铁氧物的缺点，研究者先后研究了包含铁的复合吸附剂，比如在砂上涂覆上铁的氧化物或者在活性炭上涂覆铁的氧化物来脱除饮用水中的砷离子。

发明内容

本发明的目的就是针对上述已有技术存在的不足，提供一种化学性质稳定、强度和吸附能力适宜的用于脱除水中氟离子的复合吸附剂及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

一种用于脱除水中氟离子的复合吸附剂，其特征在于其复合吸附剂为在有序介孔球形氧化铝为负载体，负载纳米FeOOH的FeOOH/γ-Al2O3复合吸附剂。

本发明的一种用于脱除水中氟离子的复合吸附剂的制备方法，其特征在于其制备过程的步骤包括：

(1)将异丙醇铝加入去离子水中进行恒温水浴；再依次加入表面活性剂、硝酸溶液，在进行升温水浴，制得薄水铝石溶胶；