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动物骨炭具有丰富孔隙和足够吸附空间,表面羟基具有强大的亲和力,因此将其作为除氟吸附剂具有可行性。本研究利用活性氧化铝、牛骨炭、猪骨炭和鸡骨炭等四种材料,进行动态吸附和等温吸附等实验,筛选出对氟吸附效果较好的牛骨炭。以筛选出的牛骨炭作为基本骨架,添加铝盐和铁盐制备复合改性牛骨炭,并研究其对氟的吸附能力、再生能力及其影响因素。借助扫描电子显微镜、全自动吸附仪、傅里叶红外光谱仪、Zeta电位仪和X射线衍射仪等技术揭示改性牛骨炭的吸附氟的机理,评价应用潜力。主要研究结果如下:(1)活性氧化铝、牛骨炭、猪骨炭和鸡骨炭对氟的吸附均符合准二级动力学,属于化学吸附,骨炭对氟的吸附能力和亲和力都远大于活性氧化铝,其中牛骨炭亲和力最强。Al2(SO4)3-Fe2(SO4)3复合改性牛骨炭的方法为先Fe2(SO4)3后Al2(SO4)3,具体为:Fe2(SO4)3质量分数4%、浸泡时间0.5h、固液比1:5,Al2(SO4)3质量分数8%、浸泡时间1h、固液比1:5。Al2(SO4)3和Fe2(SO4)3复合改性牛骨炭对氟的吸附量最高,为45.46mg·g-1,是改性前吸附量5.34 mg·g-1的8.5倍,且明显高于Fe2(SO4)3和Al2(SO4)3单独改性时的吸附量(13.33mg·g-1和34.48mg·g-1)。(2)铁铝复合改性牛骨炭对氟的吸附能力比较大,除了依靠结构基团羟基(OH-)、CO32-、PO43-和HPO42-之外,还与铁铝复合改性后孔径大幅增大,铝盐和铁盐对牛骨炭改性后F-与进入孔道的Fe3+和Al3+络合提升了改性骨炭的化学吸附能力有关。通过XRD分析发现,改性之后出现了CaHPO4(H2O)2的叠加峰,改性牛骨炭结晶程度更好,XRD衍射能力有所增强。并且改性后牛骨炭的pHpzc右移,其除氟的pH适用范围更宽。(3)在动态实验中,Al2(SO4)3-Fe2(SO4)3-牛骨炭除氟剂的连续吸附效果受吸附柱高度、停留时间、溶液的流速以及原溶液浓度的影响较大。当原水氟离子浓度>15mg·L-1、流速<3.75mL·min-1、吸附柱高度>6cm以及停留时间约为5.03min时,改性牛骨炭的有效利用率可以达到50%以上。(4)采用浓度为1%的NaOH溶液为再生液,且与Al2(SO4)3-Fe2(SO4)3-牛骨炭以1:30固液比浸泡9h时,Al2(SO4)3-Fe2(SO4)3-牛骨炭具有较好的重复利用性。