[发明专利]一种稀土金属氢氧化物复合气凝胶及其制备方法与应用

说明书

本发明提供了一种稀土金属氢氧化物复合气凝胶及其制备方法与应用，所述稀土金属氢氧化物复合气凝胶包括镧的氢氧化物、铈的氢氧化物和琼脂糖气凝胶，所述镧的氢氧化物和所述铈的氢氧化物负载于所述琼脂糖气凝胶的孔结构中；先通过化学沉淀法制备了稀土金属氢氧化物，之后采用直接混合法将稀土金属氢氧化物与琼脂糖混合制备了稀土金属氢氧化物复合气凝胶；所述稀土金属氢氧化物复合气凝胶环保无毒，不会造成环境污染，易于回收，降低除氟剂成本，可应用于多种水处理场景中的氟离子去除；且制备方法简便，易于操作，成本低。

技术领域

本发明水处理技术领域，具体涉及一种稀土金属氢氧化物复合气凝胶及其制备方法与应用。

背景技术

氟作为人体内必不可少的微量元素，一般通过饮用水摄入，其主要分布在骨骼和牙齿中，参与人体的正常代谢，如果摄入高含氟的饮用水则会导致氟中毒，引起氟斑牙和氟骨症等，对人体造成一定危害。水中的氟污染是一个持续存在的全球环境问题，我国作为一个氟污染较为严重的国家，氟病区涉及27个省、市、自治区，其中西北、华北地区饮用高氟水的人口较多。同时，随着冶金、煤化工、电镀等行业的发展，也会产生大量的含氟废水。我国的饮用水标准及地下水质量标准对水中含氟量做出严格规定，其中饮用水的含氟量不得超过1.0mg/L。因此，除氟一直是备受关注的环境问题。

吸附法与混凝沉淀、膜处理、离子交换等方法相比，具有成本低、效率高、易于操作等优点被广泛应用于除氟过程中。吸附剂作为吸附法应用的关键，决定了吸附性能。

CN105126742B公开了一种利用改性高岭土吸附剂处理含氟废水的方法，所述改性高岭土吸附剂的制备工艺如下：将高岭土加水调制得到第一矿浆，加入六偏磷酸钠和氢氧化钠，水浴搅拌，静置；取上层泥浆离心分离，烘干，浸入硫酸溶液，抽滤；加水调制得到第二矿浆，加入聚二甲基二烯丙基氯化铵，搅拌反应，抽滤，干燥，粉碎，过筛，得到所述改性高岭土吸附剂；其中所述利用改性高岭土吸附剂处理含氟废水的方法包括絮凝沉淀、电凝和吸附处理过程；本发明具有吸附剂原料来源广泛，制备工艺简单，吸附容量高，废水处理效率高，方法简单、成熟、实用且经济合理的优点。

CN108144576A公开了一种氟吸附剂以及从含氟水中脱除回收氟的方法，所述的吸附剂由金属元素M的氧化物及其水合物与硅的氧化物及其水合物组成的混合物：所述吸附剂中[∑Me]/[Si]摩尔数之比为0.01-100；所述金属元素Me选自能与氟形成氟氧化物的元素；吸附剂适用pH范围是0-7；脱氟回收方法是将将含氟的水与吸附剂接触，吸附脱除水中的氟，脱氟率达到99.3％以上，过滤得到的负载吸附剂用碱解吸得再生吸附剂和含氟溶液，再生吸附剂返回吸附工序循环使用，含氟溶液加入含钠试剂结晶析出氟化钠，过滤得到的氟化钠结晶母液可返回负载吸附剂再生工序的循环利用；本发明吸附剂对氟的吸附率高、适用的pH值范围广，能将水中的F^-降至1mg/L以下，氟以氟化钠回收，变废为宝。本发明具有工艺简单，操作简便，清洁环保，除氟效果好等优点，适合含氟水中氟的脱除回收工业应用。

然而，近年来新兴的除氟吸附剂存在一些问题，例如稳定性差、比表面积有限、不易于固液分离、难以回收等问题。

因此，仍需要继续开发比表面积大、机械性能好、易于回收且吸附效率高的除氟吸附剂。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种稀土金属氢氧化物复合气凝胶及其制备方法与应用，所述稀土金属氢氧化物复合气凝胶包括镧的氢氧化物、铈的氢氧化物和琼脂糖气凝胶，所述镧的氢氧化物和所述铈的氢氧化物负载于所述琼脂糖气凝胶的孔结构中；所述稀土金属氢氧化物复合气凝胶环保无毒，不会造成环境污染，且易于回收，降低除氟剂成本，可应用于多种水处理场景中的氟离子去除，且制备方法简便，易于操作，成本低。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：