編號(hào)：CYYJ02462
篇名：磁性鋁基MOF的表征和對(duì)水體中氟化物吸附性能研究
作者：段平洲 賈曉波 后�？� 夏瑞 郭勇 張新飛
關(guān)鍵詞： Al-MOF@Fe3O4 氟化物 吸附動(dòng)力學(xué) 吸附機(jī)理 地表水修復(fù)
機(jī)構(gòu)： 中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院 中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院水生態(tài)環(huán)境研究所 宿州市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)站
摘要： 我國(guó)多地的地表水受到成土母質(zhì)或背景值的影響,氟離子濃度均超過(guò)1.0 mg L,即高于GB 3838—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅲ類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)限值.為了實(shí)現(xiàn)地表水的快速降氟和吸附材料的便捷回收,通過(guò)水熱法制備了磁性Al-MOF@Fe3O4吸附材料,使用掃描電極(SEM)、X射線衍射儀(XRD)、X射線光電子能譜儀(XPS)和孔隙度分析儀(BET)對(duì)材料的形貌和化學(xué)組成進(jìn)行了表征.結(jié)果表明:①Al-MOF@Fe3O4具有不規(guī)則的晶體形狀和直徑更小的介孔結(jié)構(gòu),能夠提供更高的比表面積吸附氟離子.②吸附試驗(yàn)結(jié)果表明,Al-MOF Fe3O4的吸附量達(dá)到了75.2 mg g,吸附過(guò)程更加符合擬二階動(dòng)力學(xué)模型,證明了化學(xué)吸附是該除氟過(guò)程的主要機(jī)理.③增加吸附劑投加和降低氟離子初始濃度,有助于提高除氟效率,但卻難以得到較高的吸附量,同時(shí)堿性條件不利于氟離子的吸附,陰離子對(duì)除氟性能的影響程度表現(xiàn)為CO32->HCO3->SO42->PO43->Cl-.④對(duì)吸附機(jī)理的研究表明,氟離子是通過(guò)取代Al—OH實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定和快速地脫離水體,使用NaOH溶液淋洗可以實(shí)現(xiàn)吸附劑的高效再生.⑤5次循環(huán)吸附試驗(yàn)后,復(fù)合材料依然保留了71.4 mg g的吸附能力和良好的磁性.在實(shí)際地表水中進(jìn)行除氟試驗(yàn),該吸附劑可以將氟化物濃度從1.17 mg L降至0.2 mg L以下.研究顯示,Al-MOF@Fe3O4納米材料可以作為地表水除氟材料,實(shí)現(xiàn)對(duì)低濃度氟離子的高效去除.
