[发明专利]一种亚微米级Fe-Al-Mg复合金属氧化物除氟剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种亚微米级Fe‑Al‑Mg复合金属氧化物除氟剂的制备方法，包括如下步骤：将可溶性铁盐、铝盐、镁盐及碱源化合物和离子调节剂于溶剂中混匀进行反应，反应后得到的产物在不同温度下烘干或煅烧得到亚微米级Fe‑Al‑Mg复合金属氧化物。本发明的亚微米级Fe‑Al‑Mg复合金属氧化物具备室温条件下低能耗、操作简单、合成方便等特点，采用廉价的无机盐为原材料，制备出比表面积、孔隙率较大的亚微米级Fe‑Al‑Mg复合金属氧化物并将其作为除氟剂应用于吸附污染水中的氟离子；亚微米级Fe‑Al‑Mg复合金属氧化物除氟剂对水中的pH值适用范围广，同时制备简单，易于工业化生产，材料可广泛应用于含氟废水处理，具有很高的应用价值。

技术领域

本发明涉及一种亚微米级Fe-Al-Mg复合金属氧化物除氟剂的制备方法，该复合金属氧化物材料可以实现对水中氟离子的有效去除，属于环境保护及处理的技术领域。

背景技术

氟是一种非金属化学元素，化学符号F，原子序数9，广泛分布于自然界中。作为维持人体机能正常运作的一种微量元素，氟对人体健康起到非常重要的作用。适量的氟可以促进牙齿硬组织的形成和骨钙的沉积，同时也有利于人体对钙、磷等元素的吸收，加速骨骼形成，促进牙齿的抗龋能力。然而，过量的氟摄入也会对人体带来危害，轻者影响牙齿的造釉机能，形成氟斑牙，重者造成全身氟骨症，使得人体氟、钙、磷等元素比例失调，导致骨骼畸形、关节病变甚至造成骨骼硬化、折断。因此，寻求一种好的方法来制备成本低廉、操作简单、除氟能力强的材料来降低高氟水体中的氟浓度，减少高氟带来的各种病症，显得十分重要。

高氟水的治理与改善在近年来一直是热门的话题，传统的除氟技术大体可以分为吸附法和膜分离法。相比膜分离法，吸附法技术更加成熟、成本更加低廉、操作更加简单，因此吸附法在目前被广泛应用并被作为一种高效除氟的技术。

金属氧化物具有很好的吸附性与较高的除氟性能。铁盐、铝盐、镁盐具有低成本的特点。共沉淀法虽不能很好的控制制备材料的形貌，但更普遍适用于工厂大规模生产，反应条件更加简单。对于工业上污染废水及饮用水中氟离子的去除更显优势。

发明内容

本发明的目的是提供在不同温度下烘干或煅烧的亚微米级的Fe-Al-Mg复合金属氧化物的制备作为除氟剂应用。

本发明的亚微米级Fe-Al-Mg复合金属氧化物，其采用以下方法步骤得到：

（1）将可溶性铁盐、铝盐、镁盐于溶剂中搅拌混匀，缓慢滴加碱源溶液调节反应溶液pH，滴加完毕后继续搅拌0.5~2小时，得到棕黄色悬浮液。

（2）将棕黄色悬浮液置于容量装置中静置老化12~24小时。

（3）取静置老化后的棕黄色悬浮液过滤、洗涤、干燥或高温烧结，得到多种亚微米级Fe-Al-Mg复合金属氧化物，比表面积为25~100 m2/g。

所述反应中，步骤（1）中的铁盐、镁盐、铝盐摩尔浓度为0.06~0.10 mol/L，具体为0.8 mol/L，碱源溶液的摩尔浓度为1.4~1.8 mol/L，具体为1.6 ~1.8 mol/L，步骤（1）的搅拌转速为500~700 r/min，碱源溶液以2~3滴/秒的速度滴加进混匀300 mL溶液中。

所述可溶性铁盐均选自氯化铁、硝酸铁中的至少一种；

所述可溶性铝盐均选自氯化铝、硝酸铝、醋酸铝、硫酸铝中的至少一种；

所述可溶性镁盐均选自氯化镁、硝酸镁中的至少一种；

所述碱源化合物均选自氢氧化钠、氢氧化钾、氨水中的至少一种；

所述方法中，可溶性铁盐、铝盐、镁盐及碱源化合物的投料摩尔比为1:1:(1-2):(8-14)，具体为1:1:1:8；