硅藻土对水中氟化物的吸附特性研究

作者：汤家喜^*; 向彪; 李玉; 谭婷; 朱永乐; 甘建平

来源：生态环境学报, 2022, 31(02): 335-343.

DOI：10.16258/j.cnki.1674-5906.2022.02.014

• 硅藻土
• 氟化物
• 吸附
• 动力学
• 去除率
• 表征

中国高浓度含氟水分布广泛且危害严重，水体除氟迫在眉睫。研发除氟效果好、价格便宜的吸附材料是一项艰巨的任务，对水体除氟具有重大的意义。硅藻土(Diatomite)因其特有的物理和化学性质，作为一种新型的吸附型、环保型材料近年来在工业中已经得到了普遍的应用。以硅藻土作为吸附剂对水体中的氟化物(F-)进行吸附研究，采用了 SEM、XRD、FTIR 对其进行表征，分析其结构特性；探究了投加量、溶液 pH、溶液初始质量浓度对硅藻土吸附 F-的影响，对其进行吸附和动力学拟合，并设计正交实验，得出最优条件以及最优组合。结果表明：硅藻土表面具有丰富的孔隙结构且孔洞清晰，比表面积大，二氧化硅含量较高，且含有丰富的含氧官能团；硅藻土对氟离子的吸附过程能够更好的符合 Freundlich 模型，r值可达 0.993，说明硅藻土对 F-的吸附过程是吸附-络合相互作用，为表面吸附和多分子层吸附；准二级动力学模型对硅藻土吸附 F-的过程拟合效果优于准一级动力学模型、W-M 动力学模型，r 值为 0.999，表明硅藻土对 F-的吸附过程是化学吸附作用。其中最大吸附量可达到 32.2 mg·g-1，根据正交实验得出各影响因素大小依次为：投加量>质量浓度>pH；当氟化物质量浓度为 100 mg·L-1,pH 值为 6.0，投加量为 4.0 g·L-1时，硅藻土对 F-的去除率可达到 91.8%。因此，硅藻土可作为高效、廉价、环保的除氟吸附剂，可为以后的含氟水体治理提供理论依据。

• 单位
  辽宁工程技术大学; 环境科学与工程学院