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锆改性粉煤灰合成沸石的除氟性能机制研究

2022-11-24冯铁柱边德军曾尚景艾胜书聂泽兵

长春工程学院学报(自然科学版) 2022年2期
关键词:沸石改性质量

冯铁柱,边德军,王 帆,曾尚景,艾胜书,聂泽兵

(1.长春工程学院水利与环境工程学院,长春130012; 2.吉林省城市污水处理重点实验室,长春130012)

0 引言

粉煤灰来自于电厂燃煤发电后排出的废弃物,我国重视粉煤灰的高效绿色综合利用,增加其可利用性,变废为宝。粉煤灰合成沸石技术已逐步成熟,粉煤灰合成沸石在污水处理方面的研究也得到不断进展,如:处理重金属污水、处理电解工业废水、处理含酚废水、处理含氟废水、去除废水中氮磷、处理印染废水等[1-3]。沸石改性技术有活化处理和表面改性两种方式,活化处理包括酸、碱以及热活化,主要是加入对沸石产生外部影响因素的物质,以对其表面以及孔道中的杂质进行清除[4-5]。表面改性分为载体改性、有机与无机改性,目的是将某种载体和有机物、无机物附着在沸石的表面和孔道中[6-7]。

氟为人体必需的微量元素之一,按照国家污水综合排放标准,F的质量浓度应<10 mg/L;对于饮用水,F的质量浓度要求在1 mg/L以下[8]。当人体内的氟含量累积到一定程度时会发生氟中毒现象,最典型的症状为氟斑牙和氟骨症,氟也会影响体内脂类的代谢功能,降低对脂肪的吸收作用,因此,控制水中氟离子的质量浓度极为重要。沸石作为新型的除氟材料越来越受到研究者的关注,改性沸石除氟具有容量稳定、易再生、寿命长和处理效果好等优点,但天然沸石受开采条件限制,数量少且成本高。

本研究以粉煤灰为原料,采用碱熔融—水热法合成沸石,并用稀土金属锆对其进行改性,用于处理水中氟离子,本方法合成后的沸石具有杂质少、成本低等优点,同时也为除氟技术提供积极的理论及应用价值。

1 实验材料

1.1 实验试剂

实验水样:称取氟化钠(分析纯)固体与去离子水混合,配置成氟标准溶液,再用氟标准溶液配置成一定质量浓度的含氟水样。

实验药品:氢氧化钠(分析纯),氟化钠(分析纯),浓盐酸(分析纯),去离子水,乙酸(分析纯),氯化钠(特优级),环已二胺四乙酸(CDTA)(分析纯),氧氯化锆溶液(特优级)。……

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