[发明专利]多孔活性炭纳米纤维负载羟基磷灰石除氟材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种多孔活性炭纳米纤维负载羟基磷灰石除氟材料的制备方法。其包括如下步骤：分别配制三醋酸纤维素/磷酸氢二铵/二甲基乙酰胺和硝酸钙/二甲基乙酰胺溶液，将上述两种溶液反应，得到三醋酸纤维素(TCA)/羟基磷灰石(HAP)淬火溶液。将所述淬火溶液在‑40～0℃下进行热致相分离，得到TCA/HAP复合纤维；将所述TCA/HAP复合纤维在氢氧化钠的乙醇溶液中进行水解后，于80℃下的氯化铵溶液中浸泡活化，最后在400～500℃的氮气氛中进行炭化，得到所述多孔活性炭纳米纤维负载HAP除氟吸附剂。本发明具有的有益效果：原料易得、成本低、环保无害、制备方法简单，负载后大大提高了HAP的比表面积和吸附容量。

技术领域

本发明涉及一种多孔活性炭纳米纤维负载羟基磷灰石除氟材料的制备方法，属于吸附材料技术领域。

背景技术

氟是自然界中的一种元素，广泛存在于大气、土壤和水中。水中氟的主要污染源是工业排放的含氟废水。氟是人体内重要的微量元素之一，但饮用水中如果其浓度过高，将会对人体和环境造成很大危害。按照国家《污水综合排放标准》(GB5749-2006)，生活饮用水中氟离子浓度应少于1.0mg/L。如何去除饮用水中的高浓度氟离子引起研究者广泛关注。目前国内外主要采用吸附法除氟。例如采用天然矿物、金属氧化物、生物材料、类水滑石、树脂类和废弃物等吸附剂材料除氟。因此，开发高效、环保的新型除氟材料成为除氟材料研究开发的热点。

羟基磷灰石(HAP)作为一种生物活性体材料，具有良好的生物活性和相容性，被广泛应用于组织工程支架材料。除了应用于组织工程支架材料外，HAP作为吸附剂材料被广泛应用于重金属离子及其含氟废水的吸附处理。目前主要采用水相合成法制备HAP，主要包括沉淀法、溶胶凝胶法、水热合成法、复分解反应法和微乳液法等。与其它方法相比，沉淀法操作简单、能耗低、副反应少，被广泛应用于HAP的生产。研究表明HAP吸附水中F^-主要通过双分解反应生成CaF₂或OH^-交换F^-生成氟磷灰石Ca₁₀(PO₄)₆F₂或Ca₁₀(PO₄)₆FOH(He J,et al.,Performance ofnovel hydroxyapatite nanowires in treatment of fluoridecontaminated water.Journal of Hazardous Materials,2016,303,119)。HAP对F-的交换吸附主要发生在晶体表面，影响吸附容量主要为晶粒尺寸和比表面积大小(王萍,等,羟基磷灰石的制备及除氟性能研究.环境工程学报,2009,3,564)。