活性炭复合吸附材料去除饮用水中氟离子的研究(3)
1.1.3 研究内容
本课题的研究内容是首先对原有吸附材料-活性炭进行改性处理，使活性炭表面负载不同配比的镁、铝、铁氧化物以提高其吸附氟离子的性能。同时，进行静态实验考察各种因素对吸附材料的影响情况，包括不同初始氟离子浓度、不同吸附时间、不同pH值以及饮用水中其他主要阴离子对除氟材料除氟效果的影响。然后，考察了吸附材料再生后的效果以及实际水样的除氟效果。
1.2 课题研究背景
1.2.1吸附剂的种类
吸附剂是能有效地从气体或液体中吸附其中某些成分的固体物质。吸附剂一般有以下特点：大的比表面、适宜的孔结构及表面结构；对吸附质有强烈的吸附能力；一般不与吸附质和介质发生化学反应；制造方便，容易再生；有良好的机械强度等。吸附剂可按孔径大小、颗粒形状、化学成分、表面极性等分类，如粗孔和细孔吸附剂，粉状、粒状、条状吸附剂，碳质和氧化物吸附剂，极性和非极性吸附剂等。
在吸附操作中，用以选择性吸附气体或液体混合物中某些组分的多孔性固体物质，通常制成球形、圆柱形或无定形的颗粒或粉末。优良吸附剂应具有的特性主要是单位质量吸附剂具有较大的表面积，对吸附质具有较大的吸附能力（即平衡吸附量大），并且具有良好的选择性，即能优先吸附混合物中某些组分。此外，还要求容易再生(即平衡吸附量对温度或压力的变化敏感)，具有足够的强度和耐磨性等。
吸附剂也称吸收剂，这种物质可使活性成分附着在其颗粒表面，使液态微量化合物添加剂变为固态化合物，有利于实施均匀混合，其特性是吸附性强。
吸附剂一般也分为有机物和无机物两类，有机物类如小麦胚粉，脱脂的玉米胚粉，玉米芯碎片，粗麸皮，大豆细粉以及吸水性强的谷物类等，无机物类则包括二氧化硅、蛭石、硅酸钙等。
常用的吸附剂有以碳质为原料的各种活性炭吸附剂和金属、非金属氧化物类吸附剂（如硅胶、氧化铝、分子筛、天然黏土等）。
常用的吸附剂有以碳质为原料的各种活性炭吸附剂和金属、非金属氧化物类吸附剂（如硅胶、氧化铝、分子筛、天然黏土等）。
衡量吸附剂的主要指标有：对不同气体杂质的吸附容量、磨耗率、松装堆积密度、比表面积、抗压碎强度等。用于滤除毒气，精炼石油和植物油，防止病毒和霉菌，回收天然气中的汽油以及食糖和其他带色物质脱色等。
（1）硅胶：是一种坚硬、无定形链状和网状结构的硅酸聚合物颗粒，分子式为SiO2.nH2O，为一种亲水性的极性吸附剂。它是用硫酸处理硅酸钠的水溶液，生成凝胶，并将其水洗除去硫酸钠后经干燥，便得到玻璃状的硅胶，它主要用于干燥、气体混合物及石油组分的分离等。工业上用的硅胶分成粗孔和细孔两种。粗孔硅胶在相对湿度饱和的条件下，吸附量可达吸附剂重量的80%以上，而在低湿度条件下，吸附量大大低于细孔硅胶。
（2）氧化铝：活性氧化铝是由铝的水合物加热脱水制成，它的性质取决于最初氢氧化物的结构状态，一般都不是纯粹的Al2O3，而是部分水合无定形的多孔结构物质，其中不仅有无定形的凝胶，还有氢氧化物的晶体。由于它的毛细孔通道表面具有较高的活性，故又称活性氧化铝。它对水有较强的亲和力，是一种对微量水深度干燥用的吸附剂。在一定操作条件下，它的干燥深度可达露点-70℃以下。氧化镁。
（3）活性炭：是将木炭、果壳、煤等含碳原料经炭化、活化后制成的。活化方法可分为两大类，即药剂活化法和气体活化法。药剂活化法就是在原料里加入氯化锌、硫化钾等化学药品，在非活性气氛中加热进行炭化和活化。气体活化法是把活性炭原料在非活性气氛中加热，通常在700℃以下除去挥发组分以后，通入水蒸气、二氧化碳、烟道气、空气等，并在700-1200℃温度范围内进行反应使其活化。活性炭含有很多毛细孔构造所以具有优异的吸附能力。因而它用途遍及水处理、脱色、气体吸附等各个方面。