【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及吸附材料，具体而言，涉及一种三元锆基除氟剂、其制备方法及应用。
技术介绍
1、氟广泛分布于各种地质环境中，约占地壳质量的0.08％。由于氟元素是强氧化剂，所以氟在自然界中主要以化合物的形式存在，如萤石、氟磷灰石、冰晶石等。高氟地下水通常是由含氟化合物的溶解形成的，地下水中氟化物的浓度在1-35mg l-1之间。全球不少地区均存在饮用水氟化物含量超标的问题，如何按照世界卫生组织的指导方针降低饮用水中氟化物的浓度，是世界范围内亟待解决的问题。
2、水除氟研究一直是一个热点，科研人员先后发展了混凝-沉淀、反渗透(ro)、电絮凝、电渗析、吸附等多种除氟技术。
3、混凝沉淀法是一种传统的方法，通过向水中加入混凝剂去除水中的氟化物，然后对氟化物进行混凝或沉淀，再对这些含氟沉淀进行过滤。如铝盐和钙盐是常见的经济高效的除氟混凝剂，其添加会造成溶液中al和ca离子超标且受限于al-f、ca-f等溶度积的限制，f的残留浓度往往高于排放标准，故而混凝沉淀法只适用于高浓度氟化物水的预处理。
4、ro是一种研究较多的膜分离工艺，以ro膜两侧的压差为驱动力，引导含氟水通过ro膜去除氟。反渗透(ro)除氟工艺成本高、工艺复杂，且受水质影响较大，故而只适用于工业高纯水和瓶装水的制备，不适用于大中型自来水厂。
5、电絮凝是一种电化学技术，利用电解过程，通过阳极材料氧化产生絮凝剂，然后与氟化物反应，引发絮凝或沉淀。电絮凝除氟过程受初始氟化物浓度、流速、电流密度等多种因素的影响，并遭受电极钝化，在一定程度
6、电渗析是一种以电场为动力，通过离子交换膜去除氟化物的膜分离技术。电渗析可以截留水中的大部分离子，确保水中残留氟化物浓度低于世卫组织准则。电渗析除氟在去除氟化物的同时，也容易去除溶液中的目标产物，同时，电渗析是一种高能耗、高成本的工艺。
7、吸附是利用吸附剂与氟化物的相互作用，将氟化物吸附在吸附剂表面，再通过过滤将吸附剂与水分离的一种较为成熟技术。
8、可见，目前众多的除氟方法均存在各自短板，在这些除氟方法中，吸附法因其设计简单、操作方便、成本低而成为最引人注目、研究最深入、应用最广泛的除氟技术。
9、虽然吸附除氟技术取得了很大的进展，出现了各种各样的吸附剂，但仍然存在以下问题：适用范围有限、除氟容量低、除氟深度不够、除氟剂无法重复利用等。
10、鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种三元锆基除氟剂、其制备方法及应用，旨在提高除氟深度或除氟剂的适用范围。
2、本专利技术是这样实现的：
3、第一方面，本专利技术提供一种三元锆基除氟剂，三元锆基除氟剂中的金属元素包括锆、钛和铁；
4、其中，锆、钛和铁元素的摩尔比为100:10-100:1-50。
5、在可选的实施方式中，锆、钛和铁元素的摩尔比为100:10-30:1-5；
6、可选地，锆、钛和铁元素的摩尔比为100:18-22:1-3；
7、可选地，三元锆基除氟剂以水合氢氧化物的形式存在；
8、可选地，三元锆基除氟剂中含有活化金属离子，活化金属离子选自镧、镁、钙和铈中的至少一种。
9、第二方面，本专利技术提供一种前述实施方式中三元锆基除氟剂的制备方法，包括：将含锆、钛和铁的原料溶解后，调节ph值进行沉积得到复合沉淀物。
10、在可选的实施方式中，还包括：利用活化溶液对复合沉淀物进行活化，活化溶液中所含活化金属离子选自镧、镁、钙和铈中的至少一种；
11、可选地，活化金属离子在活化溶液中的浓度为0.5g/l-5g/l，活化时控制固液比为1:10-30；
12、可选地，将复合沉淀物粉碎至80目-150目再进行活化。
13、在可选的实施方式中，将复合沉淀物浸渍于活化溶液中，浸渍时间为1h-3h，浸渍完成后进行固液分离、洗涤和低温焙烧；
14、其中，低温焙烧是控制焙烧温度为40℃-240℃，焙烧时间为1h-3h；
15、可选地，在低温焙烧之后进行研磨过筛。
16、在可选的实施方式中，复合沉淀物的制备过程包括：将含锆化合物、含钛化合物、含铁化合物和水混合溶解，加入碱液调节ph值进行沉淀，过滤、干燥；
17、可选地，含锆化合物选自氯氧化锆、氧化锆和氢氧化锆中的至少一种；
18、可选地，含钛化合物选自硫酸钛、二氧化钛和四氯化钛中的至少一种；
19、可选地，含铁化合物选自硫酸铁和氯化铁中的至少一种；
20、可选地，干燥温度为40℃-240℃。
21、在可选的实施方式中，含锆化合物、含钛化合物和含铁化合物的用量是控制锆、钛和铁元素的摩尔比为100:10-30:1-5；
22、可选地，控制含锆化合物、含钛化合物和含铁化合物的总质量和水的质量比为1:2-10；
23、可选地，通过加入无机酸以辅助溶解；可选地，无机酸选自硫酸和盐酸中的至少一种。
24、在可选的实施方式中，用于调节ph值的碱液的用量是控制ph值大于等于5；
25、可选地，碱液选自氢氧化钠溶液、氢氧化钾和氨水中的至少一种。
26、第三方面，本专利技术提供前述实施方式中任一项三元锆基除氟剂或前述实施方式中任一项制备方法制备得到的三元锆基除氟剂在含氟废水处理中的应用；
27、可选地，含氟废水为含氟锂液。
28、在可选的实施方式中，利用三元锆基除氟剂对含氟废水进行除氟后，再利用碱液浸泡的方式对三元锆基除氟剂进行再生；其中，碱液选自氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、氢氧化钡溶液和氨水溶液中的至少一种；
29、可选地，氢氧化钠溶液的浓度为10g/l-50g/l；
30、可选地，氨水溶液是由质量分数为25-28％的浓氨水和水按照1:1-5的体积比混合而得。
31、本专利技术具有以下有益效果：利用锆、钛、铁之间的协同作用，增强了除氟效果，提高了除氟剂的容量，增加了除氟深度，提高除氟剂的使用范围。此外，本专利技术所提供的三元锆基除氟剂可重复适用，大大降低除氟的成本。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种三元锆基除氟剂，其特征在于，所述三元锆基除氟剂中的金属元素包括锆、钛和铁；
2.根据权利要求1所述的三元锆基除氟剂，其特征在于，锆、钛和铁元素的摩尔比为100:10-30:1-5；
3.一种权利要求1或2中所述三元锆基除氟剂的制备方法，其特征在于，包括：将含锆、钛和铁的原料溶解后，调节pH值进行沉积得到复合沉淀物。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，还包括：利用活化溶液对所述复合沉淀物进行活化，所述活化溶液中所含活化金属离子选自镧、镁、钙和铈中的至少一种；
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，将所述复合沉淀物浸渍于所述活化溶液中，浸渍时间为1h-3h，浸渍完成后进行固液分离、洗涤和低温焙烧；
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述复合沉淀物的制备过程包括：将含锆化合物、含钛化合物、含铁化合物和水混合溶解，加入碱液调节pH值进行沉淀，过滤、干燥；
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述含锆化合物、所述含钛化合物和所述含铁化合物的用量是控制锆、钛和铁元素的摩尔
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，用于调节pH值的所述碱液的用量是控制pH值大于等于5；
9.权利要求1-2中任一项所述三元锆基除氟剂或权利要求3-8中任一项所述制备方法制备得到的三元锆基除氟剂在含氟废水处理中的应用；
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，利用所述三元锆基除氟剂对所述含氟废水进行除氟后，再利用碱液浸泡的方式对所述三元锆基除氟剂进行再生；其中，所述碱液选自氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、氢氧化钡溶液和氨水溶液中的至少一种；
...【技术特征摘要】
1.一种三元锆基除氟剂，其特征在于，所述三元锆基除氟剂中的金属元素包括锆、钛和铁；
2.根据权利要求1所述的三元锆基除氟剂，其特征在于，锆、钛和铁元素的摩尔比为100:10-30:1-5；
3.一种权利要求1或2中所述三元锆基除氟剂的制备方法，其特征在于，包括：将含锆、钛和铁的原料溶解后，调节ph值进行沉积得到复合沉淀物。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，还包括：利用活化溶液对所述复合沉淀物进行活化，所述活化溶液中所含活化金属离子选自镧、镁、钙和铈中的至少一种；
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，将所述复合沉淀物浸渍于所述活化溶液中，浸渍时间为1h-3h，浸渍完成后进行固液分离、洗涤和低温焙烧；
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述复合沉淀物的制备过程...
【专利技术属性】
技术研发人员：张玉超，王熙，王斌，
申请(专利权)人：衢州华友钴新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。