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氟是人体正常生长必需的微量元素之一,适量的氟对人体有益,但氟过量与不足均会对人体产生危害。据调查,全国约有7700万人在饮用含氟量超过1.0mg/L的地下水,因天然水质不良导致氟中毒2297.78万人,饮用高氟水严重危害着人体的健康和安全。因此,针对地下水水质状况、当地社会经济等条件,研究高效、经济处理高氟地下水的材料,显得尤为迫切和重要。本文研究以天然沸石为主材料,分别采用氯化铁、硫酸铝、氯化镁及壳聚糖对其改性。确定了四种改性方法的最佳改性条件;研究了pH值、搅拌速度、吸附时间、初始沸石用量及静置时间等参数对吸附剂除氟效果的影响。同时研究了地下水中四种主要阴离子—C1-,HCO3-,SO42+PO43-对各改性沸石除氟效果的影响,确定了各种改性沸石对其的吸附顺序。并对沸石改性前后的结构及成分进行了SEM+EDS分析,初步探讨了改性沸石的吸附作用机理。结果表明:天然沸石经过铁盐、铝盐、镁盐及壳聚糖改性后,除氟效果明显提高。经10%的氯化铁溶液和2%的硫酸铝溶液改性后的天然沸石,当用量为0.5g/250mL即可把氟浓度为2mg/L的水处理达标。采用10%的氯化镁溶液浸泡3h,在1.5h内可把含氟水处理达标。改用浓度为0.05g/mL壳聚糖改性,当原水pH为6.0,沸石用量为0.1g/250mL,反应50min即可把高氟水处理达标。由SEM结果可知:改性后的沸石,孔隙结构得到调整,比表面积增大,从而能有效吸附铁、铝、镁、壳聚糖及其水解产物,成为无机盐及有机物的良好载体。阴离子实验结果表明:C1-,HCO3-对各种改性天然沸石除氟效果影响较小,而SO42+ PO43-影响较大。铁盐改性天然沸石对其的吸附顺序是:PO43->SO42->HCO3->C1-;铝盐、镁盐及壳聚糖改性天然沸石对阴离子的吸附顺序是:SO42->PO43->HCO3->C1-。采用Langmuir及Freundlich吸附等温模型对四种改性沸石的吸附行为拟合,氯化铁、硫酸铝及氯化镁改性沸石符合Langmuir及Freundlich吸附等温模型。由Langmuir吸附等温模型推导得到最大吸附容量分别为2.91mg/g、1.985mg/g和0.52mg/g。壳聚糖改性天然沸石对F-的吸附过程较好的符合Langmuir吸附等温模型,饱和吸附容量为10.63mg/g。