专利名称：一种铝改性水滑石除氟吸附剂制备方法
技术领域：
本发明涉及一种铝改性水滑石除氟吸附剂制备方法，属于水处理材料领域。
背景技术：
近年来，国内外针对水中氟离子的去除出现了很多工艺，研究热点多集中在混凝 沉淀法、离子交换树脂法、电化学法、膜工艺及吸附工艺等。
吸附工艺是我国饮用水除氟中研究应用较多的一种方法，主要是将含氟水通过装 有氟吸附剂的设备，由于氟离子在吸附剂表面固、液两相中具有不同的分配系数，从而利用 固体物质对于水中氟的吸附亲和性达到除氟的效果，吸附剂则可通过再生来恢复吸附能 力。吸附法主要应用于处理低浓度含氟水，也可作为含氟水的深度处理方法。可以将吸附 剂填入填充柱，采用动态吸附方式，操作简便，除氟效果较为稳定，成本较低，已成为目前国 内外应用最为广泛的除氟工艺。
除氟效果的好坏主要受吸附材料的制约。常用的吸附材料主要包括含铝吸附剂 (如活性氧化铝)、碳质材料(如活性碳、骨炭、碳纳米管)、生物类(如壳聚糖)、天然矿物类、以 及基于这些材料所做的一些改性吸附剂，其中得到普遍肯定的是活性氧化铝除氟剂及其改 性材料。但这些吸附剂存在着价格昂贵、吸附容量低或者吸附剂溶出等问题。发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种铝改性水滑石除氟吸附剂制备方法，克服 现有除氟吸附剂价格昂贵、吸附容量低、吸附剂溶出等缺陷。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下一种铝改性水滑石除氟吸附剂制备方 法，包括以下步骤
I)将水滑石粉末与铝酸盐或偏铝酸盐以1000:0. 27 54的质量配比配制为反应 体系，加热并保持反应温度在60 95°C，搅拌条件下反应，其中所述铝酸盐及偏铝酸盐以 招元素的质量计算；
2)反应完毕，分离得到固体产物，水洗烘干、煅烧，即制得改性水滑石除氟吸附剂。
本发明的有益效果是采用本发明的方法制备吸附剂对氟具良好吸附效能，可实 现含氟源水经处理达到饮用水标准且分离性能良好。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述水滑石粉末包括天然水滑石或/和人工合成水滑石。
进一步，步骤I)所述搅拌条件下反应时间为I 10小时。
进一步，步骤2)所述的煅烧为100 350°C
进一步，步骤2)所述的煅烧时间为I 5小时，具体实施方式
结合以下实施例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
本发明一种铝改性水滑石除氟吸附剂制备方法，包括以下步骤将天然水滑石和 人工合成水滑石与铝酸盐或偏铝酸盐以1000:0. 27的重量配比为配制反应体系，加热并保 持反应温度在60°C，搅拌条件下反应时间为I小时，其中所述铝酸盐及偏铝酸盐以铝元素 的质量计算；反应完毕，分离得到固体产物，水洗烘干，在100°C煅烧4小时，即制得改性水 滑石除氟吸附剂。
实施例2
本发明一种铝改性水滑石除氟吸附剂制备方法，包括以下步骤将天然水滑石与 铝酸盐或偏铝酸盐以1000:10的重量配比为配制反应体系，加热并保持反应温度在70°C， 搅拌条件下反应时间为2小时，其中所述铝酸盐及偏铝酸盐以铝元素的质量计算)；反应完 毕，分离得到固体产物，水洗烘干，在150°C煅烧3小时，即制得改性水滑石除氟吸附剂。
实施例3
本发明一种铝改性水滑石除氟吸附剂制备方法，包括以下步骤将人工合成水 滑石与铝酸盐或偏铝酸盐以1000:1的重量配比为配制反应体系，加热并保持反应温度在 65°C，搅拌条件下反应时间为5小时，其中所述铝酸盐及偏铝酸盐以铝元素的质量计算；反 应完毕，分离得到固体产物，水洗烘干，在250°C煅烧2小时，即制得改性水滑石除氟吸附 剂。
实施例4
一种铝改性水滑石除氟吸附剂制备方法，包括以下步骤将天然水滑石和人工合 成水滑石与铝酸盐或偏铝酸盐以1000:30的重量配比为配制反应体系，加热并保持反应温 度在80°C，搅拌条件下反应时间为7小时，其中所述铝酸盐及偏铝酸盐以铝元素的质量计 算；反应完毕，分离得到固体产物，水洗烘干，在350°C煅烧I小时，即制得改性水滑石除氟 吸附剂。
实施例5
本发明一种铝改性水滑石除氟吸附剂制备方法，包括以下步骤将天然水滑石和 人工合成水滑石与铝酸盐或偏铝酸盐以1000:54的重量配比为配制反应体系，加热并保持 反应温度在95°C，搅拌条件下反应时间为9小时，其中所述铝酸盐及偏铝酸盐以铝元素的 质量计算；反应完毕，分离得到固体产物，水洗烘干，在300°C煅烧2小时，即制得改性水滑 石除氟吸附剂。
实施例6
本发明一种铝改性水滑石除氟吸附剂制备方法，包括以下步骤将天然水滑石和 人工合成水滑石与铝酸盐或偏铝酸盐以1000:40的重量配比为配制反应体系，加热并保持 反应温度在75°C，搅拌条件下反应时间为6小时，其中所述铝酸盐及偏铝酸盐以铝元素的 质量计算；反应完毕，分离得到固体产物，水洗烘干，在200°C煅烧3小时，即制得改性水滑 石除氟吸附剂。
实施例7
本发明一种铝改性水滑石除氟吸附剂制备方法，包括以下步骤将天然水滑石和 人工合成水滑石与铝酸盐或偏铝酸盐以1000:35的重量配比为配制反应体系，加热并保持反应温度在95°C，搅拌条件下反应时间为7. 5小时，其中所述铝酸盐及偏铝酸盐以铝元素 的质量计算；反应完毕，分离得到固体产物，水洗烘干，在220°C煅烧3. 5小时，即制得改性 水滑石除氟吸附剂。
实施例8
本发明一种铝改性水滑石除氟吸附剂制备方法，包括以下步骤将天然水滑石和 人工合成水滑石与铝酸盐或偏铝酸盐以1000:45的重量配比为配制反应体系，加热并保持 反应温度在95°C，搅拌条件下反应时间为8小时，其中所述铝酸盐及偏铝酸盐以铝元素的 质量计算；反应完毕，分离得到固体产物，水洗烘干，在180°C煅烧4. 5小时，即制得改性水 滑石除氟吸附剂。
实施例9
本发明一种铝改性水滑石除氟吸附剂制备方法，包括以下步骤将天然水滑石和 人工合成水滑石与铝酸盐或偏铝酸盐以1000:5的重量配比为配制反应体系，加热并保持 反应温度在65°C，搅拌条件下反应时间为6小时，其中所述铝酸盐及偏铝酸盐以铝元素的 质量计算；反应完毕，分离得到固体产物，水洗烘干，在200°C煅烧2. 5小时，即制得改性水 滑石除氟吸附剂。
采用活性氧化铝及实施例1至8制备的一种铝改性水滑石除氟吸附剂制备方法制 备的吸附剂吸附氟实验效果数据见表I。其中，对氟饱和吸附容量是将吸附剂在温度20°C、 pH为6. 5 ±O.1条件下对氟吸附等温线进行Langmuir吸附等温线拟合计算得到。
对比实施例采用活性氧化铝吸附氟的实验效果。
表1:活性氧化铝及实施例1至9制备的一种铝改性水滑石除氟吸附剂制备方法 制备的吸附剂吸附效果比较
指标 试验&对氟的饱和吸附容量(mg/g )活性氧化4吕6. 5实施例17· 2实施例27. 6实施例37.1实施例46. 9实施例57. 5实施例66. 9实施例76. 8实施例87· 2实施例97. 5
结论本发明制备的除氟吸附剂除氟效能优于目前市售吸附剂活性氧化铝。
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。
权利要求
1.一种铝改性水滑石除氟吸附剂制备方法，其特征在于，包括以下步骤1)将水滑石粉末与铝酸盐或偏铝酸盐以1000:0.27 54的重量配比配制为反应体系， 加热并保持反应温度在60 95°C，搅拌条件下反应，其中所述铝酸盐及偏铝酸盐以铝元素的质量计算；2)反应完毕，分离得到固体产物，水洗烘干、煅烧，即制得改性水滑石除氟吸附剂。
2.根据权利要求1所述一种铝改性水滑石除氟吸附剂制备方法，其特征在于，水滑石粉末包括天然水滑石或/和人工合成水滑石。
3.根据权利要求1或2所述一种铝改性水滑石除氟吸附剂制备方法，其特征在于，步骤1)所述搅拌条件下反应时间为I 10小时。
4.根据权利要求1或2所述一种铝改性水滑石除氟吸附剂制备方法，其特征在于，步骤2)所述的煅烧为100 350°C。
5.根据权利要求1或2所述一种铝改性水滑石除氟吸附剂制备方法，其特征在于，步骤 2)所述的煅烧时间为I 5小时。
全文摘要
本发明涉及一种铝改性水滑石除氟吸附剂制备方法，包括以下步骤将水滑石粉末与铝酸盐或偏铝酸盐以1000:0.27～54的重量配比配制为反应体系，加热并保持反应温度在60～95℃，搅拌条件下反应，其中所述铝酸盐及偏铝酸盐以铝元素的质量计算；反应完毕，分离得到固体产物，水洗烘干、煅烧，即制得改性水滑石除氟吸附剂。该方法制备的吸附剂对氟具良好吸附效能，可实现含氟源水经处理达到饮用水标准，且分离性能良好。
文档编号C02F1/28GK103055803SQ20121056055
公开日2013年4月24日 申请日期2012年12月20日 优先权日2012年12月20日
发明者彭先佳, 栾兆坤, 王军 申请人:中国科学院生态环境研究中心