[发明专利]Zn2+

说明书

本发明公开了一种Zn²⁺‑Al³⁺‑CO₃²‑LDHs@Al吸附材料及其循环利用吸附氟离子的应用，所述吸附材料是以硝酸锌、硝酸铝为原料，尿素作为沉淀剂，采用均相沉淀法在铝基体表面原位生长Zn²⁺‑Al³⁺‑CO₃^2‑‑LDHs薄膜获得。本发明的Zn²⁺‑Al³⁺‑CO₃²‑LDHs@Al对F^‑具有较好的吸附性能，吸附量随煅烧温度的升高逐渐增大，其中煅烧温度为300℃时F^‑吸附量最大，为0.0156mg/cm²，氟去除率为98.2％。且吸附F^‑后的Zn²⁺‑Al³⁺‑CO₃²‑LDHs@Al经过焙烧后可再生并重复利用。随着循环次数的增加，Zn²⁺‑Al³⁺‑CO₃²‑LDHs@Al除氟率虽然降低，但该材料多次循环后，除氟率逐渐趋于稳定，重复利用12次后，其除氟率仍能达80％以上，具有重要的循环利用价值。

技术领域

本发明属于氟离子的吸附处理技术领域，具体涉及一种Zn²⁺-Al³⁺-LDHs@Al吸附材料，及其循环利用吸附氟离子的应用。

背景技术

氟元素是自然界一种常见的卤族元素，水体里含有过量的氟元素将会影响人体健康，造成氟中毒，引发慢性全身性疾病。含氟废水主要来源于化肥生产、电镀、钢铁和铝的制造等领域。含氟废水的排放对地上生物环境和地下饮水有严重污染。目前处理含氟废水是科学家研究的热点之一。处理含氟废水的方法主要有：吸附法、沉降法、电渗析法、电凝聚法、反渗透法等。

吸附法是处理含氟废水最有效果的方法之一，该方法是通过超强的物理和化学吸附作用去除水中低浓度的氟离子。该方法具有去除效率高、成本低和适用范围广等优点。此外，氟离子是一种重要的工业原料，在化工、生物、医学等方面具有广泛的用途。能否把废水中的氟离子进行回收再利用是一个重要的研究内容。因此，制备可回收再利用的高效吸附剂成为当今的一大研究热点。

水滑石类材料(Layered Double Hydroxides简称LDHs)是由层间阴离子及带正电荷层板堆积而成的化合物，其特殊的结构和理化性质使其在水处理方面表现出了优异的吸附性能，引起了工业生产和科学研究的广泛关注。研究表明水滑石材料经煅烧后对氟离子有较好的吸附能力，呈现出理想的去除率、良好的稳定性和循环利用能力，可以较好的吸附氟离子，是具有广泛应用前景的新型污水处理吸附剂。此外，吸附带负电荷的氟离子有利于水滑石再生，材料经脱附氟后可以再次处理含氟废水，进行循环利用。分离回收的氟离子进行富集，转化成其他含氟产品。因此研究水滑石类材料的回收再利用对于拓展其功能，降低成本具有重要意义。

铝系类水滑石材料中的铝元素和氟离子能形成较好的配位作用，极大提高了对氟离子的选择性和吸附性能。然而铝系类水滑石材料不具备磁性，阻碍了铝系类水滑石材料的回收再利用。

发明内容

本发明的目的是提供一种通过原位生长将铝系类水滑石材料负载到基体铝板表面上，制备Zn²⁺-Al³⁺-LDHs@Al吸附材料，一方面解决类水滑石材料团聚问题，提高材料的吸附性能；另一方面，通过铝基板对类水滑石材料进行回收，提高材料回收效率，降低吸附剂回收成本，提高材料的循环再利用性能。

针对上述目的，本发明采用的Zn²⁺-Al³⁺-LDHs@Al吸附材料由下述方法制备得到：

1、铝基体预处理