[发明专利]一种利用微波改性活性氧化铝提高水中氟吸附能力的方法

说明书

技术领域

本发明属于水处理过程中的除氟吸附剂的优化技术领域。方法简单、安全，可实施性强，成本低廉，适用于实验室操作，可进一步探索工业化生产条件。 

背景技术

我国生活饮用水标准(GB5749-2006)规定饮用水中含氟量不得超过1mg/L。人体长期饮用高氟水会引起氟中毒，表现为氟斑牙、氟骨症。吸附法除氟是目前水处理除氟过程应用最广泛的方法，吸附剂主要有活性氧化铝、骨炭和沸石，其中，活性氧化铝以其优良的吸附容量和机械性能得到广泛应用。普通的工业活性氧化铝除氟容量有限，经过一定的方法对它进行改性，可以大大提高其除氟性能。 

哈尔滨工业大学的王鹏(专利申请号200410013583.8)，武汉科技大学的张惠灵等(专利申请号200710052639.4)，将工业氧化铝与微波工艺结合，改善其催化性能。清华大学的李振瑜、孙青等，利用微波法在实验室制备活性氧化镁，静态除氟容量为13.11-13.29mg/g(李振瑜，等.微波辐射法制备活性氧化镁除氟剂的实验研究[J]，无机盐工业，2009，11(4)：11-14)。目前，在水处理领域，关于利用微波改性活性氧化铝以提高其除氟性能的文献报道还很少见。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种操作简单、易于实施、造价低廉、生产周期短的活性氧化铝改性方法，以提高其吸附水中氟离子的能力。 

为了实现上述目标，活性氧化铝的改性方法如下：a.称取50g粒径为1-3mm的工业活性氧化铝，按固液比1∶2，浸渍于100mL纯净水中，放入摇床中，设置转速为150rpm，30℃下震荡24h；b.取出后用纯净水反复冲洗6-7次，直到无乳白色悬浮物出现，置于烘箱中，120℃下烘干24h；c.取10g处理后的活性氧化铝均匀铺在培养皿中，置于微波炉中高火加热10分钟；d.取出，常温冷却，即得到纯净水浸渍-微波改性活性氧化铝。 

或者步骤为：a.称取50g粒径为1-3mm的工业活性氧化铝，按固液比1∶2，浸渍于100mL浓度为0.5-6mol/L的NaCl溶液中，放入摇床中，设置转速为150rpm，30℃下震荡24h；b.取出后用纯净水反复冲洗6-7次，直到无乳白色悬浮物出现，置于烘箱中，120℃下烘干24h；c.取10g用1或2mol/L NaCl溶液处理后的活性氧化铝均匀铺在培养皿中，置于微波炉中高火加热10分钟；d.取出，常温冷却，即得到NaCl浸渍-微波改性活性氧化铝。 

或者步骤为：a.称取50g粒径为1-3mm的工业活性氧化铝，按固液比1∶2，浸渍于100mL浓度为1mol/L的NaCl溶液中，放入水浴中加热3h，水浴温度为40℃、60℃、80℃；b.取出后用纯净水反复冲洗6-7次，直到无乳白色悬浮物出现，置于烘箱中，120℃下烘干24h；c.取10g 80℃处理后的活性氧化铝均匀铺在培养皿中，置于微波炉中高火加热10分钟；d.取出，常温冷却，即得到NaCl水浴-微波改性活性氧化铝。 

所使用的微波炉型号为美的KJ23C-AN2。仪器具体参数为：额定输入功率1300W，微波输出功率800W，微波工作频率2450MHz，烧烤功率1000W。本发明中采用微波炉高火档。 

优选方法为：a.称取50g粒径为1-3mm的工业活性氧化铝，按固液比1∶2，浸渍于100mL浓度为2mol/L的NaCl溶液中，30℃下震荡24h；b.取出后用纯净水反复冲洗6-7次，直到无乳白色悬浮物出现，置于烘箱中，120℃下烘干24h；c.取10g处理后的活性氧化铝均匀铺在培养皿中，置于微波炉中高火加热10分钟；d.取出，常温冷却，即得到2mol/L NaCl浸渍-微波改性活性氧化铝。 

活性氧化铝是一种多孔的白色球状物质，比表面积大，具有缺陷晶格。在工业上，常被用于催化剂、脱色剂、干燥剂等。水处理领域，活性氧化铝是应用最广泛的除氟剂。其除氟原理通常被认为两个方面：一是巨大的表面积，特具的孔道内表面；二是晶格缺陷。通常可用铝盐、铁盐、锰盐对其进行改性，但成本颇高，并且可能导致重金属二次污染的问题。本发明中使用了NaCl对活性氧化铝进行改性，获得一定的效果，然后使用微波炉对其进一步改性。通过试验数据可知，使用微波改性能提高活性氧化铝对氟的吸附量。其中除氟效果最好的是组合“2mol/L NaCl浸渍-微波改性活性氧化铝”，活性氧化铝经过改性，其3h吸附量可提高89.6％，24h吸附量可提高48.5％；除氟效果次之的是组合“1mol/L NaCl，80℃水浴-微波改性活性氧化铝”，其3h吸附量可提高69.2％，24h吸附量可提高42.2％。 

附图说明