[发明专利]一种生物活性除氟滤料的制备方法和应用

权利要求书

1.一种生物活性除氟滤料的制备方法，其特征在于，包括：

以生物壳质物为原料，以壳聚糖为添加剂，通过加入磷酸以及氢氧化钙或氢氧化钠溶液进行二次活化得到所述生物活性除氟滤料，进一步包括：

取20-40目粒径的经研磨的生物壳质物，在5-10％的磷酸溶液中浸泡进行一次活化，同时在混合溶液中加入质量浓度为1％-5％的壳聚糖溶液。

将所述生物壳质物清洗至中性，用质量浓度为5-10％氢氧化钠溶液或饱和的氢氧化钙溶液浸泡进行二次活化，将所述生物壳质物清洗至中性并干燥后得到所述生物活性除氟滤料，所述生物活性除氟滤料的除氟容量大于1.0mg/g。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生物壳质物的质量与所述磷酸溶液的体积比为(1:1)-(1:3)，所述生物壳质物的质量与所述壳聚糖溶液的体积比为20:1，所述生物壳质物的质量与所述氢氧化钙溶液或所述氢氧化钠溶液的体积比为(1:1)-(1:3)。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，一次活化的时间为2-8h，二次活化的时间为6-12h。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述壳聚糖溶液中的壳聚糖的脱乙酰度为50％，所述生物壳质物包括鸡蛋壳、鹌鹑蛋壳、贝壳和虾壳之中的一种或多种；

所述方法还包括：

对待处理的生物壳质物进行预处理，得到20-40目粒径的经研磨的生物壳质物，进一步包括：

对待处理的生物壳质物进行清洗除去泥土、内膜和杂质并进行干燥；

将干燥后的生物壳质物压碎并研磨，选取20-40目粒径的碎片置于坩埚中，于马弗炉内煅烧；

在马弗炉内温度升高至300℃的条件下保温4h，自然冷却后取出得到20-40目粒径的经研磨的生物壳质物。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

二次活化时，活化反应所在的反应容器加盖，以避免溶液与空气中二氧化碳接触生成沉淀物堵塞空隙；

所述清洗至中性包括采用去离子水清洗至中性，干燥的过程包括在干燥箱内60℃的温度条件下烘干并自然冷却或风干。

6.一种通过权利要求1-5任一项所述方法制备的生物活性除氟滤料的应用，其特征在于，包括：

采用生物活性除氟滤料络合地下水中的氟离子以及重金属离子，所述地下水中重金属离子的浓度下降，所述重金属离子包括Cd²⁺、Zn²⁺和Cu²⁺之中的一种或多种。

7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于：

所述生物活性除氟滤料对Cd²⁺的吸附量为0.42mmol/g，对Zn²⁺的吸附量为0.37mmol/g，对Cu²⁺的吸附量为0.39mmol/g。

8.根据权利要求6所述的应用，其特征在于：

所述地下水中氟离子的质量浓度为3.0ppm时，所述生物活性除氟滤料的投加量为2g/L，所述地下水的pH值为7时，在室温条件下搅拌反应8h，氟离子的质量浓度降低为小于1ppm。

9.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，还包括：

在所述生物活性除氟滤料在所述地下水中吸附饱和后，将饱和的生物活性除氟滤料与氢氧化钙溶液或氢氧化钠溶液进行静态反应12h，以恢复所述生物活性除氟滤料的除氟性能，其中，静态反应的生物活性除氟滤料相比于吸附之前的生物活性除氟滤料降低的除氟容量小于5％。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述氢氧化钙溶液或所述氢氧化钠溶液的质量浓度为1％，所述饱和的生物活性除氟滤料的质量与所述氢氧化钙溶液或所述氢氧化钠溶液的体积比为1:10。