章 萍,杨陈凯,马若男,汤庆子,吴代赦



碳纳米管/羟基磷灰石复合材料对水体F-的去除研究

章 萍,杨陈凯,马若男,汤庆子,吴代赦*

(南昌大学资源环境与化工学院,鄱阳湖环境与资源利用教育部重点实验室,江西 南昌 330031)

以碳纳米管(CNT)和羟基磷灰石(HAP)为原料,通过原位合成法制备碳纳米管/羟基磷灰石(CdH)复合材料.利用XRD、FTIR、SEM与氮气吸附-脱附等表征其结构形貌,并通过静态吸附实验考察CdH对氟离子(F-)的吸附性能.结果表明,室温下,CdH对F-的吸附容量为11.05mg/g,明显高于HAP (5.02mg/g).吸附动力学模型、Weber-Morris方程、Langmuir和Freundlich方程拟合结果表明, F-在CdH表面进行Langmuir单分子层吸附,其吸附过程符合准二级动力学方程,并且颗粒内部扩散起主要作用.pH值为6时有利于CdH对F-的去除.此外,结合反应前后固样XPS分析可知CdH 对F-的吸附机制主要为离子交换作用.

碳纳米管；羟基磷灰石；脱氟；离子交换

氟元素是生物所必需的微量元素,摄取适量的氟有助于人类牙齿和骨骼的健康.世界卫生组织(WHO)推荐氟化物浓度0.5~1.5mg/L为适宜饮用水的浓度范围[1],超过这一范围可能导致氟斑牙、骨骼变形、生长发育不良等氟中毒症状[2].据报道,在全球25个国家,包括印度、墨西哥和中国,天然饮用水中氟化物最高浓度已达30mg/L[3].因此,去除水中高浓度的氟化物势在必行.

目前,去除水体氟主要依靠化学沉淀[4],膜过滤[5],电解[6],离子交换[7]及吸附[8]等方法,其中吸附法因具有除氟效率高、运行成本低、操作简单等优点应用最为广泛.羟基磷灰石(HAP),具有较强的离子交换及生……