凹凸棒土改性羟基磷灰石及其对水中氟化物吸附研究开题报告
2022-01-14 20:30:25
全文总字数:3122字
1. 研究目的与意义及国内外研究现状
氟是维持人体骨骼和牙齿健康所需的重要微量元素。饮用水是氟化物的主要来源(占每日摄入量的75-90%),也有包括食品,化妆品和药物等的其他来源 [1]。 世界卫生组织建议维持人体健康的饮用水最大氟化物标准为1.5毫克/升。浓度高于此值可能导致氟中毒,这是一种影响全世界数百万人的严重慢性疾病[2,3]。
目前研究中己有的去除水中氟化物的技术包括混凝沉淀法、吸附法、膜分离法、离子交换法电化学法等。然而,混凝沉淀法只能处理高浓度的氟化物,对水体中低浓度的氟化物难以去除;膜分离法设备处理成本居高不下,而且长期运行过程中膜极容易被污染。离子交换法对污染物的去除效率较低,难以做到重复再生多次使用。电化学法能源消耗严重,成本较高。这几种技术都具有相对应的缺点,只能局限于实验室处理阶段,难以用于实际现场的水处理研宄。吸附法在水处理中的应用是将吸附剂填充在滤柱中过滤处理水体,该方法具有操作简单、对氟化物去除效率高、成本低廉和不造成二次污染等优点,在实际应用中被广泛使用。目前在水质处理中常见的吸附剂种类繁多,包括活性氧化铝、沸石类材料、活性炭、羟基磷灰石、铁基材料、生物类材料等。这些吸附剂普遍具有吸附效率低、稳定性差、受水体共存离子和ph值影响大等缺点。因此,新型高效水处理吸附材料的开发与设计是当前研究中举足轻重的一个环节。
羟基隣灰石(ca10(po4)6(oh)2,hap)是组成动植物骨骼和牙齿重要成分,同时也是一种很好的水处理材料。近年来,羟基磷灰石吸附材料的制备及其对水体中微污染物去除性能上面做了大量的工作。虽然羟基磷灰石吸附剂能够一定程度上去除水体中的有机和无机污染物物,但是其仍然具有如下缺点:吸附容量有限、吸附过程中纳米级羟基磷灰石稳定性差、容易溶出。因此如何制备并且提高羟基磷灰石类材料在水体中微污染物的去除能力也成为了当前研宄的热点问题。
2. 研究的基本内容
本课题以硝酸钙和磷酸铵为原料,采用化学沉淀法制备纳米羟基磷灰石粉体,然后混入不同比例的凹凸棒土,高温烧结去除其中的有机物。
研究工艺参数对样品表面形貌和结构的影响。
重点研究不同凹凸棒土粉体质量分数和烧结温度对压片样品的物理和力学性能的影响。
3. 实施方案、进度安排及预期效果
实验方案:
4. 参考文献
(1) Li Fenga, Weihua Xua, Tengfei Liua, JasonLiub ,Heat regeneration of hydroxyapatite/attapulgitecomposite beads fordefluoridation of drinking water, , Journal of HazardousMaterials 221– 222 (2012) 228– 235
(2) Yong Hong Wang,Gan Chen, Zhong Shang Wang, Jun Wu Liu, Pai Feng Luo ,Improvement of microcracks resistanceof porous aluminium titanate ceramic membrane support using attapulgite clay asadditive, Ceramics International 44 (2018) 2077–2084
(3) 羟基磷灰石纳米吸附材料的设计制备及对水中微污染物去除机理研究,何军勇,中国科学技术大学,2018.5