编号：CYYJ02462
篇名：磁性铝基MOF的表征和对水体中氟化物吸附性能研究
作者：段平洲 贾晓波 后希康 夏瑞 郭勇 张新飞
关键词： Al-MOF@Fe3O4 氟化物 吸附动力学 吸附机理 地表水修复
机构： 中国环境科学研究院 中国环境科学研究院水生态环境研究所 宿州市环境保护监测站
摘要： 我国多地的地表水受到成土母质或背景值的影响,氟离子浓度均超过1.0 mg L,即高于GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅲ类标准限值.为了实现地表水的快速降氟和吸附材料的便捷回收,通过水热法制备了磁性Al-MOF@Fe3O4吸附材料,使用扫描电极(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)和孔隙度分析仪(BET)对材料的形貌和化学组成进行了表征.结果表明:①Al-MOF@Fe3O4具有不规则的晶体形状和直径更小的介孔结构,能够提供更高的比表面积吸附氟离子.②吸附试验结果表明,Al-MOF Fe3O4的吸附量达到了75.2 mg g,吸附过程更加符合拟二阶动力学模型,证明了化学吸附是该除氟过程的主要机理.③增加吸附剂投加和降低氟离子初始浓度,有助于提高除氟效率,但却难以得到较高的吸附量,同时碱性条件不利于氟离子的吸附,阴离子对除氟性能的影响程度表现为CO32->HCO3->SO42->PO43->Cl-.④对吸附机理的研究表明,氟离子是通过取代Al—OH实现稳定和快速地脱离水体,使用NaOH溶液淋洗可以实现吸附剂的高效再生.⑤5次循环吸附试验后,复合材料依然保留了71.4 mg g的吸附能力和良好的磁性.在实际地表水中进行除氟试验,该吸附剂可以将氟化物浓度从1.17 mg L降至0.2 mg L以下.研究显示,Al-MOF@Fe3O4纳米材料可以作为地表水除氟材料,实现对低浓度氟离子的高效去除.
