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摘要
氟是人类生命活动必需的微量元素之一,但人体摄入过多的氟元素会引发氟斑牙、骨骼变形等氟中毒现象。本文以活性炭(AC)为载体,在多孔Al2O3纳米分散液中采用简单超声处理,得到Al2O3/AC复合材料。场发射扫描电镜证明Al2O3成功负载在AC表面,5%Al2O3在AC表面分布均匀。N2吸-脱附测试结果表明Al2O3/AC复合材料的比表面积比AC有明显增加。循环伏安、恒流充放电及电化学阻抗测试结果表明Al2O3的掺杂可以改善AC的离子导电性,提高比电容;5%Al2O3/AC导电性最佳,比电容最高,在7 mmol·L-1Na F溶液中为92 F·g-1,是AC比电容(62 F·g-1)的1.5倍。以Al2O3/AC为正极的电容去离子(CDI)脱氟测试,结果表明5%Al2O3/AC电极脱氟量最大,达234μmol·g-1,远高于纯AC的脱氟量(115μmol·g-1)。此外,5%Al2O3/AC电极对F-的选择性吸附性能良好,在含F-、Cl-和SO42-的模拟高氟地下水中采用5%Al2O3/AC电极对应的三组CDI池串联,可脱除80%的F-、25%的Cl-和56%的SO42-,同时经过十次F-吸脱附循环后,氟去除率仍可保持81%,证明5%Al2O3/AC电极对F-具有良好的选择吸附性和循环稳定性。该电极材料制备简单,脱氟选择性好,在CDI过程中有望用于高氟地区地下水的净化脱氟。
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单位环境科学与工程学院; 东华大学
