本發(fā)明涉及除氟材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體地是涉及一種負載型除氟劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
：我國高氟地下水分布廣泛，遍布27個省、市級自治區(qū)，尤其華北、西北地區(qū)最為嚴(yán)重。長期飲用氟超標(biāo)的水，可能導(dǎo)致氟斑牙、氟骨病、老年癡呆等病癥。世界衛(wèi)生組織建議飲用水中氟化物的濃度不超過1.5mg/l，我國現(xiàn)行的飲用水標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定氟化物不超過1.0mg/l，因此，人們開發(fā)了多種去除水中氟化物的方法。目前，主要的除氟方法包括沉淀法、電化學(xué)法、膜分離法、離子交換法、吸附法。吸附法兼具操作簡單、效果穩(wěn)定、經(jīng)濟可行等優(yōu)點被廣泛采用，但此方法的核心在于高效吸附劑的開發(fā)。常用的氧化鋁除氟劑，吸附量低，難以達到令人滿意的效果。專利cn103285804a公開了一種鎳鎂鋁除氟劑，主要利用雙滴共沉淀法合成鎳鎂鋁三元水滑石材料，再經(jīng)過煅燒得到具有較大表面積的材料，此種除氟劑對于氟離子的吸附量驚人，但這種粉末材料，在實際應(yīng)用中存在一個嚴(yán)重問題，即用于固定床時壓降太大，機械強度差，活性組分流失嚴(yán)重，而且焙燒態(tài)的材料回收利用較困難，導(dǎo)致難以工業(yè)化應(yīng)用。專利cn100593433c公開了一種除氟劑，將包括磚紅壤、鋁鹽在內(nèi)的原料攪拌、成型和焙燒得到。但是上述除氟劑制作過程中的關(guān)鍵步驟需要在100-600℃的馬福爐中煅燒，反應(yīng)劇烈，反應(yīng)設(shè)備存在限制，不易工業(yè)化。專利cn104841365a公開了一種復(fù)合除氟劑，所述復(fù)合除氟劑由具有多層次孔徑結(jié)構(gòu)的多孔炭及鑲嵌在其中的活性除氟粒子組成。但是上述除氟劑制作過程中的關(guān)鍵步驟前驅(qū)體炭化，需在高溫下并且保護氣氛下進行，反應(yīng)條件復(fù)雜，不易實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明旨在提供一種負載型除氟劑及其制備方法，解決了高活性無機水滑石材料因壓降、流逝等問題無法直接工業(yè)化應(yīng)用的問題，以及現(xiàn)有技術(shù)中的除氟吸附劑吸附量低等問題。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種負載型除氟劑，包括黃沙，以及沉積在所述黃沙表面的無機除氟劑，所述無機除氟劑和所述黃沙的質(zhì)量比為4:1-1:1。進一步的，所述無機除氟劑具有層狀晶體結(jié)構(gòu)。一種上述的負載型除氟劑的制備方法，包括以下步驟：步驟1)溶液配制：配制0.4mol/l-1.5mol/l的鹽水溶液，配制2mol/l-3mol/l的氫氧化鈉水溶液或氫氧化鈉和碳酸鈉混合物的水溶液；所述鹽水溶液為鎂鹽、鎳鹽、鋁鹽或鐵鹽的水溶液中的一種或多種；步驟2)黃沙預(yù)處理：將原料黃沙過60-80目篩，取篩下黃沙經(jīng)去離子水清洗、烘干；步驟3)反應(yīng)：在步驟2)得到的黃沙中加入去離子水，所述黃沙和去離子水的質(zhì)量比為10:50-10:100，將步驟1)配制的鹽水溶液、氫氧化鈉水溶液分別加入到滴液漏斗中，室溫下將鹽水溶液和氫氧化鈉水溶液同時滴加到黃沙中，控制ph值9-10；滴加完成后，繼續(xù)攪拌30min-60min，并超聲10min-20min，鹽水溶液和氫氧化鈉水溶液在持續(xù)攪拌中形成均一的水滑石相，并沉積在黃沙表面，超聲可以防止水滑石相團聚，使其分散均勻，有利于負載到黃沙表面；步驟4)后處理：將步驟3)得到的產(chǎn)物在50℃-90℃的烘箱內(nèi)晶化10h-20h，洗滌后在40℃-70℃烘箱內(nèi)烘2h-4h，得到所述負載型除氟劑。進一步的，所述鎂鹽選自mgcl2或mg(no3)2，所述鎳鹽選自nicl2或ni(no3)2，所述鋁鹽選自alcl3或al(no3)3，所述鐵鹽選自fecl3或fe(no3)3。采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明至少包括如下有益效果：1)本發(fā)明的一種負載型除氟劑適用于工業(yè)化固定床，以黃沙作為負載載體，性能穩(wěn)定，吸附量大，除氟效率高；2)本發(fā)明的一種負載型除氟劑可原位再生，重復(fù)利用，多次再生后仍有良好的吸附效果；3)本發(fā)明的一種負載型除氟劑原材料來源廣泛、易得，價格低廉；4)本發(fā)明的負載型除氟劑的制備設(shè)備和工藝過程簡單，反應(yīng)條件溫和，適于工業(yè)化批量生產(chǎn)。具體實施方式下面將結(jié)合具體實施例對本發(fā)明中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。實施例1本實施例的一種負載型除氟劑，包括黃沙，以及沉積在黃沙表面的無機除氟劑，無機除氟劑和黃沙的質(zhì)量比為4:1，無機除氟劑具有層狀晶體結(jié)構(gòu)。一種上述的負載型除氟劑的制備方法，包括以下步驟：步驟1)溶液配制：配制0.4mol/l的鹽水溶液，配制2mol/l的氫氧化鈉水溶液；其中鹽水溶液具體為氯化鎂和氯化鋁的水溶液；步驟2)黃沙預(yù)處理：將原料黃沙過60目篩，取篩下黃沙經(jīng)去離子水清洗、烘干；步驟3)反應(yīng)：在步驟2)得到的黃沙中加入去離子水，黃沙和去離子水的質(zhì)量比為10:50，將步驟1)配制的鹽水溶液、氫氧化鈉水溶液分別加入到滴液漏斗中，室溫下將鹽水溶液和氫氧化鈉水溶液同時滴加到黃沙中，控制ph值9；滴加完成后，繼續(xù)攪拌40min，并超聲15min；步驟4)后處理：將步驟3)得到的產(chǎn)物在50℃的烘箱內(nèi)晶化20h，洗滌后在60℃烘箱內(nèi)烘2h，得到負載型除氟劑。實施例2本實施例的一種負載型除氟劑，包括黃沙，以及沉積在黃沙表面的無機除氟劑，無機除氟劑和黃沙的質(zhì)量比為2:1，無機除氟劑具有層狀晶體結(jié)構(gòu)。一種上述的負載型除氟劑的制備方法，包括以下步驟：步驟1)溶液配制：配制1.5mol/l的鹽水溶液，配制3mol/l的氫氧化鈉水溶液；其中鹽水溶液具體為硝酸鎳和硝酸鋁的水溶液；步驟2)黃沙預(yù)處理：將原料黃沙過80目篩，取篩下黃沙經(jīng)去離子水清洗、烘干；步驟3)反應(yīng)：在步驟2)得到的黃沙中加入去離子水，黃沙和去離子水的質(zhì)量比為10:100，將步驟1)配制的鹽水溶液、氫氧化鈉水溶液分別加入到滴液漏斗中，室溫下將鹽水溶液和氫氧化鈉水溶液同時滴加到黃沙中，控制ph值10；滴加完成后，繼續(xù)攪拌60min，并超聲10min；步驟4)后處理：將步驟3)得到的產(chǎn)物在70℃的烘箱內(nèi)晶化15h，洗滌后在40℃烘箱內(nèi)烘4h，得到負載型除氟劑。實施例3本實施例的一種負載型除氟劑，包括黃沙，以及沉積在黃沙表面的無機除氟劑，無機除氟劑和黃沙的質(zhì)量比為1:1，無機除氟劑具有層狀晶體結(jié)構(gòu)。一種上述的負載型除氟劑的制備方法，包括以下步驟：步驟1)溶液配制：配制1mol/l的鹽水溶液，配制2mol/l的氫氧化鈉和碳酸鈉混合物的水溶液；其中鹽水溶液具體為氯化鎂和氯化鐵的水溶液；步驟2)黃沙預(yù)處理：將原料黃沙過80目篩，取篩下黃沙經(jīng)去離子水清洗、烘干；步驟3)反應(yīng)：在步驟2)得到的黃沙中加入去離子水，黃沙和去離子水的質(zhì)量比為10:50，將步驟1)配制的鹽水溶液、氫氧化鈉水溶液分別加入到滴液漏斗中，室溫下將鹽水溶液和氫氧化鈉水溶液同時滴加到黃沙中，控制ph值9.8；滴加完成后，繼續(xù)攪拌30min，并超聲20min；步驟4)后處理：將步驟3)得到的產(chǎn)物在90℃的烘箱內(nèi)晶化10h，洗滌后在70℃烘箱內(nèi)烘2h，得到負載型除氟劑。實施例4在室溫下，將實施例1-3制備得到的除氟劑分別加入到盛有20mg/l含氟溶液的錐形瓶中，固液比為0.5g/l，錐形瓶置于振蕩器中，振蕩24h，用氟離子選擇電極測試溶液電位，計算吸附量。對比例室溫下，取活性氧化鋁材料按固液比為0.5g/l加入到盛有20mg/l含氟溶液的錐形瓶中，錐形瓶置于振蕩器中，振蕩24h，用氟離子選擇電極測試溶液電位，計算吸附量。實施例1-3和對比例中的除氟劑對氟的飽和吸附量數(shù)據(jù)見表1：表1實施例與對比例吸附效果表吸附量(mg/g)實施例17.0實施例28.2實施例37.6對比例4.3由表1可見，本發(fā)明的負載型除氟劑有更高的吸附量。實施例5將實施例1制備得到的除氟劑裝入帶有砂芯的玻璃柱中，含氟水自上而下的穿過除氟濾料層，調(diào)節(jié)吸附流速為2bv/h，每5bv接一次樣，測試出水中氟離子濃度；脫附采用0.5mol/lnaoh，流速為1bv/h。氟離子初始濃度為4mg/l。表2除氟劑再生后的吸附效果由表2可見，本發(fā)明實施例1制備得到的除氟劑可再生后重復(fù)多次使用，4次循環(huán)使用后仍然具有較好的吸附效果。對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。當(dāng)前第1頁12