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Al13改性羟基磷灰石的除氟性能研究
引用本文:童庆,徐慧,樊华,王希,象豫,李昆.Al13改性羟基磷灰石的除氟性能研究[J].环境科学学报,2021,41(7):2748-2757.
作者姓名:童庆  徐慧  樊华  王希  象豫  李昆
作者单位:南昌大学资源环境与化工学院, 鄱阳湖环境与资源利用教育部重点实验室, 南昌 330031;中国科学院生态环境研究中心, 环境水质学国家重点实验室, 北京 100085
基金项目:国家科技重大专项(No.2017ZX07108-002);国家科技重大专项(No.2017ZX07501-002);国家自然科学基金面上项目(No.51778604);宁夏回族自治区重大项目(No.2019BFG02032)
摘    要:为了提高羟基磷灰石(HAP)的除氟效果,采用化学沉淀法合成3种不同Al/Ca值的Al13改性后的HAP吸附材料,并对其进行XRD、FTIR、SEM、BET等表征,考察吸附过程中pH的影响,同时通过吸附热力学、吸附动力学等探讨了其除氟性能.结果表明,Al13-HAP材料比HAP更加疏松多孔,当Al/Ca=0.7时,比表面积增大到了137.2 m2·g-1,孔容增大到0.8217 cm3·g-1.FTIR结果表明,Al13的掺入给吸附材料中带入了大量—OH.根据Al13-HAP吸附F-前后的表征,F-主要通过配体交换取代Al13-HAP中的—OH从环境中被去除.当Al/Ca=0.4时,Al13-HAP最大除氟效果达到5.03 mg·L-1;零电荷点pHPZC为8.46,大于HAP的pHPZC,具体表现为对天然水体pH值适用性较广.吸附过程与Langmuir吸附模型以及拟二级动力学模型契合度高,这也证实了化学吸附为主要作用,吸附热力学结果表明Al13-HAP吸附氟是自发的吸热过程.

关 键 词:羟基磷灰石  除氟  吸附  Al13  化学沉淀法
收稿时间:2020/8/25 0:00:00
修稿时间:2020/9/20 0:00:00

Study on the fluoride removal performance of Al13 modified hydroxyapatite
TONG Qing,XU Hui,FAN Hu,WANG Xi,XIANG Yu,LI Kun.Study on the fluoride removal performance of Al13 modified hydroxyapatite[J].Acta Scientiae Circumstantiae,2021,41(7):2748-2757.
Authors:TONG Qing  XU Hui  FAN Hu  WANG Xi  XIANG Yu  LI Kun
Institution:Key Laboratory of Poyang Lake Environment and Resource Utilization, Ministry of Education, School of Resource Environmental and Chemical Engineering, Nanchang University, Nanchang 330031;State Key Laboratory of Environmental Aquatic Chemistry, Research Center for Eco-Environmental Sciences, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100085
Abstract:
Keywords:hydroxyapatite  defluoridation  adsorption  Al13  chemical precipitation
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