负载羟基磷灰石除氟吸附剂的制备方法及除氟吸附剂与流程

本申请涉及除氟吸附剂领域，尤其涉及一种负载羟基磷灰石除氟吸附剂的制备方法及除氟吸附剂。

背景技术：

1、氟作为人体必须的微量元素之一，在饮用水中的最佳浓度为0.5-1mg/l。当人体长期氟离子摄入较少时，容易患龋齿病，但若长期氟离子摄入过量又会损害人体健康，例如长期引用氟离子含量较高的水，会引起以氟斑牙病和氟骨症等为代表的全身慢性病，甚至是会对人体脑神经系统造成损害。

2、我国关于含氟废水的排放有着严格的规定，其中gb8978-1996《污水综合排放标准》中规定的污水排放标准，明确要求氟化物质量浓度要低于10mg/l，而无机化工企业的排放标准更加严格，具体要求排放污水中的氟化物质量浓度小于6mg/l，因此高效简便的除氟工艺一直是国内外环保及卫生领域的研究重点。

3、目前，用于吸附除氟的吸附剂有很多种，如天然沸石、骨炭、树脂、活性氧化铝和羟基磷灰石等，其中羟基磷灰石作为一种新型的除氟滤料，具有无毒无污染、可重复使用等优点，被广泛的应用在废水除氟领域，尤其是饮用水除氟。通常采用铝或镁负载羟基磷灰石制备除氟滤料，预提升羟基磷灰石的除氟能力，去除水中氟离子，但是活性氧化铝吸附剂的出水会残留铝离子，容易造成二次污染，尤其不适合应用于饮用水除氟，而镁掺杂羟基磷灰石尽管对于羟基磷灰石的吸附能力有所提升，但并未在本质上改变羟基磷灰石的结构，因此除氟效果没有本质提升。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请提出了一种负载羟基磷灰石除氟吸附剂的制备方法，包括如下步骤：

2、s100、按比例获取β-环糊精和高分子聚乙二醇后混合，制备第一混合液；

3、s200、按比例获取硝酸钙和硝酸锰后，预制硝酸钙和硝酸锰的混合水溶液，并与所述第一混合液按照预设比例进行混合；

4、s300、获取碳酸氢铵溶液，将所述碳酸氢胺溶液滴加至步骤s200中得到的混合液中，制得固体混合物；

5、s400、将所述固体混合物干燥后煅烧，得到负载羟基磷灰石除氟吸附剂。

6、在一种可能的实现方式中，在步骤s100中，按比例获取β-环糊精和高分子聚乙二醇后混合，制备第一混合液，包括：

7、s110、按照摩尔比为1：1的比例获取β-环糊精和高分子聚乙二醇；

8、s120、将所述β-环糊精和所述高分子聚乙二醇进行混合，并进行恒温37℃搅拌0.5h；

9、s130、利用氨水溶液调节步骤s120得到的所述β-环糊精和所述高分子聚乙二醇的混合液ph值后，制得第一混合液。

10、在一种可能的实现方式中，在步骤s200中，按比例获取硝酸钙和硝酸锰后，预制硝酸钙和硝酸锰的混合水溶液，并与所述第一混合液按照预设比例进行混合，包括：

11、s210、获取硝酸钙和硝酸锰，其中钙锰的质量比为1：(0.1-0.3)；

12、s220、将步骤s210中得到的硝酸钙和硝酸锰的混合物制成混合水溶液，并与所述第一混合液按照体积比为1：(2-5)在预设温度下进行均匀搅拌混合。

13、在一种可能的实现方式中，在步骤s300中，获取碳酸氢铵溶液，依照预设比例将所述碳酸氢铵滴加至步骤s200中得到的混合液中，制得固体混合物，包括：

14、s310、获取碳酸氢胺溶液；

15、s320、将所述碳酸氢铵溶液滴加至步骤s200中得到的混合液中，其中，钙磷的摩尔比为1.67；

16、s330、滴加完成后继续搅拌2-5h，得到固体混合物。

17、在一种可能的实现方式中，在步骤s400中，将所述固体混合物干燥后煅烧，得到负载羟基磷灰石除氟吸附剂，包括：

18、s410、将所述固体混合物在预设干燥条件下干燥，获得干燥物料；

19、s420、将所述干燥物料在预设煅烧条件下进行煅烧，煅烧后制得负载羟基磷灰石除氟吸附剂。

20、在一种可能的实现方式中，在步骤s410中，所述预设干燥条件为：

21、干燥温度为50℃；

22、干燥时间为2h。

23、在一种可能的实现方式中，在步骤s420中，所述预设煅烧条件为：

24、煅烧温度200-600℃；

25、煅烧时间1-5h。

26、在一种可能的实现方式中，在步骤s130中，所述氨水溶液为氨水溶液(1+2)。

27、根据本申请的另一方面，提供了一种负载羟基磷灰石除氟吸附剂，采用上述任一项所述的负载羟基磷灰石除氟剂的制备方法制备得到。

28、本申请的有益效果：

29、通过本申请制备方法制备出的羟基磷灰石呈刺球状，具有纳米短棒团簇成的刺球状空心结构，也即具有更大的比表面积，除氟效率与吸附容量均有显著提高。具体的，将β-环糊精与高分子聚乙二醇混合制备成第一混合液，将硝酸钙和硝酸锰混合后制备成混合水溶液后，与第一混合液按照进行混合，通过掺加锰使羟基磷灰石的结构发生畸变，晶体缺陷增加，结晶度下降，比表面积增大，从而提升了吸附能力和吸附容量。进一步的，一方面由于羟基磷灰石负载了锰，还能够在除氟的同时去除水体中的铁离子，与铁离子形成氢氧化铁沉淀，并且氢氧化铁还能够更进一步的增强对于氟离子的去除，除氟效果更好。另一方面本申请制备出的负载羟基磷灰石并非铝材料，无毒无污染，不会造成水中铝离子含量超标从而导致水被二次污染的现象出现。

30、根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本申请的其它特征及方面将变得清楚。

技术特征：

1.一种负载羟基磷灰石除氟吸附剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的负载羟基磷灰石除氟吸附剂的制备方法，其特征在于，在步骤s100中，按比例获取β-环糊精和高分子聚乙二醇后混合，制备第一混合液，包括：

3.根据权利要求1所述的负载羟基磷灰石除氟吸附剂的制备方法，其特征在于，在步骤s200中，按比例获取硝酸钙和硝酸锰后，预制硝酸钙和硝酸锰的混合水溶液，并与所述第一混合液按照预设比例进行混合，包括：

4.根据权利要求1所述的负载羟基磷灰石除氟吸附剂的制备方法，其特征在于，在步骤s300中，获取碳酸氢铵溶液，依照预设比例将所述碳酸氢铵滴加至步骤s200中得到的混合液中，制得固体混合物，包括：

5.根据权利要求1所述的负载羟基磷灰石除氟吸附剂的制备方法，其特征在于，在步骤s400中，将所述固体混合物干燥后煅烧，得到负载羟基磷灰石除氟吸附剂，包括：

6.根据权利要求5所述的负载羟基磷灰石除氟剂的制备方法，其特征在于，在步骤s410中，所述预设干燥条件为：

7.根据权利要求5所述的负载羟基磷灰石除氟剂的制备方法，其特征在于，在步骤s420中，所述预设煅烧条件为：

8.根据权利要求2所述的负载羟基磷灰石除氟剂的制备方法，其特征在于，在步骤s130中，所述氨水溶液为氨水溶液(1+2)。

9.一种负载羟基磷灰石除氟吸附剂，其特征在于，采用权利要求1-8中任一项所述的负载羟基磷灰石除氟剂的制备方法制备得到。

技术总结
本申请涉及一种负载羟基磷灰石除氟吸附剂的制备方法及除氟吸附剂，该方法包括如下步骤：S100、按比例获取β‑环糊精和高分子聚乙二醇后混合，制备第一混合液；S200、按比例获取硝酸钙和硝酸锰后，预制硝酸钙和硝酸锰的混合水溶液，并与第一混合液按照预设比例进行混合；S300、获取碳酸氢铵溶液，将碳酸氢胺溶液滴加至步骤S200中得到的混合液中，制得固体混合物；S400、将固体混合物干燥后煅烧，得到负载羟基磷灰石除氟吸附剂。本申请制备方法制备出的负载羟基磷灰石除氟吸附剂呈刺球状，具有纳米短棒团簇成的刺球状空心结构，也即具有更大的比表面积，除氟效率与吸附容量均有显著提高。

技术研发人员：翟威,王强,王苏丹,韩旭,陈广升
受保护的技术使用者：北京铭泽源环境工程有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13