水滑石材料处理水中氟化物的研究进展
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Jiménez-Núñez 等[10]对热活性 Mg/Al、Ni/Al、Co/Al 水滑石的除氟性能进行对比，水滑石通过共沉淀法合成，在接 近 842℃下煅烧 3h，发现煅烧 Mg/Al 水滑石的除氟性能最好， 平衡时达到 0.46mg/g；Ni/Al 水滑石的去除能力较 Mg/Al 水 滑石略低，为 0.45mg/g；Co/Al 水滑石最低，为 0.39mg/g。
收稿日期：2019-03-03
作者简介：高赛君（1991-），女，深圳市水务规划设计院股份有限公司南宁分公司。
第4期
高赛君：水滑石材料处理水中氟化物的研究进展
239
而来的重建初始水滑石结构而阴离子插层作用。 Dipti Prakasini Das 等[9]研究了锌铝氧化物去除水溶
液中氟离子的能力，发现在 4h 内，pH 为 6 时有最大吸附量， 吸附百分率随吸附剂剂量的增加而增加，但随吸附质浓度的 增加而减少，硫酸盐和磷酸盐对氟化物的去除有严重影响。 在 0.01MNaOH 环境下被吸附的氟离子在 6h 内可以完全从 锌铝氧化物中解吸出来。
环境中的其他阴离子替换，水滑石可用作水处理的一种吸附
材料。水滑石一般在 450~500℃左右焙烧将破坏水滑石原有
的层状结构，转化为金属氧化物，即焙烧水滑石（CLDH），
CLDH 比其前驱物有更大的比表面积，能在水中重新吸收阴
离子使其恢复其层状结构，这种性质称为“记忆”效应。因
此 CLDH 也可以作为阴离子污染物的吸附剂；又因为焙烧水
，其中
M2+为
n
Mg2+，Ni2+，Co2+，Zn2+，Cu2+等二价金属阳离子；M3+为
Al3+，Cr3+，Fe3+ ，Sc3+等三价金属阳离子；An-为阴离子，
CO32-，NO3-，Cl-，OH-，SO42-，PO43-，C6H4（COO）22等无机和有机离子以及络合离子，由于层间阴离子可被周围
水，吸附法由于其高效、环保、低成本等优点而被广泛应用，其中水滑石由于其较大的比表面积，其焙烧产物独特
的结构“记忆”效应和较高的重复使用性，作为一种新型的吸附剂的到了广泛的关注。本文重点介绍了不同类型水
滑石对水中典型卤素废水氟废水的吸附效果与其影响因素，总结了不同类型水滑石的研究情况。总结展望了水滑石
滑石的结构“记忆”效应，可通过在适当的温度下焚烧使之
成为混合金属氧化物的方法来再生吸附剂，有较高的重复使
用性，可提高吸附剂的使用效率[1]。近年来，将焙烧水滑石
二、水滑石对 F-离子的处理进展 1．氟的来源与危害 氟是最活跃的非金属元素，常以各种化合物存在，人或 动物长期如果长期摄入过量的氟化物，将危害小孩甚至成年 人的健康疾病。 2．水滑石对氟离子吸附研究 王玉莲等[2]利用 Mg-Al 水滑石吸附 F-，发现当吸附液的 pH 值超过 13 时，水滑石对 F-的吸附量大幅下降.焙烧态水 滑石的吸附量明显高于新鲜水滑石，40℃时镁铝比为 5 的水 滑石饱和吸附量为 23.70mg/g，而焙烧态水滑石的饱和吸附 量达 61.32mg/g。成娅等[3]发现层间阴离子为 CO23-时的新 鲜 Li/Al LDHs，对氟离子的去除比较低。而焙烧后的 LDHs 脱除层间阴离子和水分子，氟离子作为新的层间阴离子恢复了 LDHs 的层状结构，对水中氟离子的去除率大幅度加大。郭亚 祺等[3]利用镁铝 2：1 型水滑石的煅烧产物吸附水体中氟砷， 发现其对砷最大吸附量为 51.02mg/g，对氟最大吸附量为 36.63mg/g，材料再生循环 4 次后仍能达到 90% 以上的氟 砷去除率。李洁祥等[4]用 Mg-Al-NO3 类水滑石及其煅烧产物 去除水中氟时发现，当水中初始氟浓度不超过 50mg/L 时， 未煅烧水滑石和煅烧后水滑石的除氟率均在 90%以上。马向 荣等[5]研究发现 Ca-Mg-Al-LDHs 焙烧物具有最大的比表面 积为 201 ㎡/g，吸附氟离子性能较原水滑石增强，吸附时间 超过 7h 后，氟去除率达 95%以上。郭宇等[6]用 Mg-Al-Fe 水 滑石的焙烧产物处理 F-发现，吸附剂最佳投加量值为 0.2g， 在 pH 变化范围为 3~8 内吸附量基本无变化。Liang Lv[7]等 研究发现镁铝比为 2，500℃煅烧条件后的 Mg-Al-CO3-LDH 对氟离子的去除能力最高。在 6h，在 pH 为 6，50mg/L 的 初始浓度的条件下水溶液中的氟化物去除率最大，达到 98% 以上。Peng Cai 等[8]]研究发现煅烧 Mg-Al-CO3 水滑石吸附 水中氟磷的吸附机理为混合金属氧化物的再水合作用与随之
第 19 卷 第 4 期 2019 年 4 月
中国水运 China Water Transport
Vol.19
April
No.4 2019
水滑石材料处理水中氟化物的研ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ进展
高赛君
（深圳市水务规划设计院股份有限公司 南宁分公司，广西 南宁 530023）
摘 要：随着经济发展、人口培长和城市化进程的加快，我国水资源的污染问题益突出，为了处理污废水中卤素废
泛用于卤素废水的处理。 一、水滑石概述 LDHs 是由带正电荷的主体层板和层间阴离子通过非共
价键的相互作用组装而成化合物，它的结构类似于水镁石 Mg
（OH）2，由 MgO6 八面体共用棱形成单元层，其化学组成
可以表示为
M M 2 3 1 x x
OH
2
X
(
An
)
x
X mH 2O
的发展前景与研究方向。
关键词：水滑石；阴离子；吸附
中图分类号：TB383
文献标识码：A
文章编号：1006-7973（2019）04-0238-02
随着经济发展、中国工业化进程的快速发展，我国水资 作为阴离子吸附剂在水处理中得到越来越多的重视。
源的污染问题日益突出。人类生产并使用了成千上万种有机 物，从而使水体中的污染物日益增多。作为环境主要指标之 一的卤素污染物具有难挥发、难降解和长距离迁移的特征，
对水环境的危害十分严重，导致了城市缺水的现象的发生。 其中氟作为最活跃的非金属元素，常以各种化合物存在，人 或动物长期如果长期摄入过量的氟化物，将危害小孩甚至成
年人的健康疾病。与此同时工业废水排放量的迅猛提高，水
中污染物比以往更为复杂，处理难度也日益加大。吸附法作 为一种高效稳定、清洁而成本低廉的污水处理方法，可以广
收稿日期：2019-03-03
作者简介：高赛君（1991-），女，深圳市水务规划设计院股份有限公司南宁分公司。
第4期
高赛君：水滑石材料处理水中氟化物的研究进展
239
而来的重建初始水滑石结构而阴离子插层作用。 Dipti Prakasini Das 等[9]研究了锌铝氧化物去除水溶
液中氟离子的能力，发现在 4h 内，pH 为 6 时有最大吸附量， 吸附百分率随吸附剂剂量的增加而增加，但随吸附质浓度的 增加而减少，硫酸盐和磷酸盐对氟化物的去除有严重影响。 在 0.01MNaOH 环境下被吸附的氟离子在 6h 内可以完全从 锌铝氧化物中解吸出来。
环境中的其他阴离子替换，水滑石可用作水处理的一种吸附
材料。水滑石一般在 450~500℃左右焙烧将破坏水滑石原有
的层状结构，转化为金属氧化物，即焙烧水滑石（CLDH），
CLDH 比其前驱物有更大的比表面积，能在水中重新吸收阴
离子使其恢复其层状结构，这种性质称为“记忆”效应。因
此 CLDH 也可以作为阴离子污染物的吸附剂；又因为焙烧水
，其中
M2+为
n
Mg2+，Ni2+，Co2+，Zn2+，Cu2+等二价金属阳离子；M3+为
Al3+，Cr3+，Fe3+ ，Sc3+等三价金属阳离子；An-为阴离子，
CO32-，NO3-，Cl-，OH-，SO42-，PO43-，C6H4（COO）22等无机和有机离子以及络合离子，由于层间阴离子可被周围
水，吸附法由于其高效、环保、低成本等优点而被广泛应用，其中水滑石由于其较大的比表面积，其焙烧产物独特
的结构“记忆”效应和较高的重复使用性，作为一种新型的吸附剂的到了广泛的关注。本文重点介绍了不同类型水
滑石对水中典型卤素废水氟废水的吸附效果与其影响因素，总结了不同类型水滑石的研究情况。总结展望了水滑石
滑石的结构“记忆”效应，可通过在适当的温度下焚烧使之
成为混合金属氧化物的方法来再生吸附剂，有较高的重复使
用性，可提高吸附剂的使用效率[1]。近年来，将焙烧水滑石
二、水滑石对 F-离子的处理进展 1．氟的来源与危害 氟是最活跃的非金属元素，常以各种化合物存在，人或 动物长期如果长期摄入过量的氟化物，将危害小孩甚至成年 人的健康疾病。 2．水滑石对氟离子吸附研究 王玉莲等[2]利用 Mg-Al 水滑石吸附 F-，发现当吸附液的 pH 值超过 13 时，水滑石对 F-的吸附量大幅下降.焙烧态水 滑石的吸附量明显高于新鲜水滑石，40℃时镁铝比为 5 的水 滑石饱和吸附量为 23.70mg/g，而焙烧态水滑石的饱和吸附 量达 61.32mg/g。成娅等[3]发现层间阴离子为 CO23-时的新 鲜 Li/Al LDHs，对氟离子的去除比较低。而焙烧后的 LDHs 脱除层间阴离子和水分子，氟离子作为新的层间阴离子恢复了 LDHs 的层状结构，对水中氟离子的去除率大幅度加大。郭亚 祺等[3]利用镁铝 2：1 型水滑石的煅烧产物吸附水体中氟砷， 发现其对砷最大吸附量为 51.02mg/g，对氟最大吸附量为 36.63mg/g，材料再生循环 4 次后仍能达到 90% 以上的氟 砷去除率。李洁祥等[4]用 Mg-Al-NO3 类水滑石及其煅烧产物 去除水中氟时发现，当水中初始氟浓度不超过 50mg/L 时， 未煅烧水滑石和煅烧后水滑石的除氟率均在 90%以上。马向 荣等[5]研究发现 Ca-Mg-Al-LDHs 焙烧物具有最大的比表面 积为 201 ㎡/g，吸附氟离子性能较原水滑石增强，吸附时间 超过 7h 后，氟去除率达 95%以上。郭宇等[6]用 Mg-Al-Fe 水 滑石的焙烧产物处理 F-发现，吸附剂最佳投加量值为 0.2g， 在 pH 变化范围为 3~8 内吸附量基本无变化。Liang Lv[7]等 研究发现镁铝比为 2，500℃煅烧条件后的 Mg-Al-CO3-LDH 对氟离子的去除能力最高。在 6h，在 pH 为 6，50mg/L 的 初始浓度的条件下水溶液中的氟化物去除率最大，达到 98% 以上。Peng Cai 等[8]]研究发现煅烧 Mg-Al-CO3 水滑石吸附 水中氟磷的吸附机理为混合金属氧化物的再水合作用与随之
第 19 卷 第 4 期 2019 年 4 月
中国水运 China Water Transport
Vol.19
April
No.4 2019
水滑石材料处理水中氟化物的研ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ进展
高赛君
（深圳市水务规划设计院股份有限公司 南宁分公司，广西 南宁 530023）
摘 要：随着经济发展、人口培长和城市化进程的加快，我国水资源的污染问题益突出，为了处理污废水中卤素废
泛用于卤素废水的处理。 一、水滑石概述 LDHs 是由带正电荷的主体层板和层间阴离子通过非共
价键的相互作用组装而成化合物，它的结构类似于水镁石 Mg
（OH）2，由 MgO6 八面体共用棱形成单元层，其化学组成
可以表示为
M M 2 3 1 x x
OH
2
X
(
An
)
x
X mH 2O
的发展前景与研究方向。
关键词：水滑石；阴离子；吸附
中图分类号：TB383
文献标识码：A
文章编号：1006-7973（2019）04-0238-02
随着经济发展、中国工业化进程的快速发展，我国水资 作为阴离子吸附剂在水处理中得到越来越多的重视。
源的污染问题日益突出。人类生产并使用了成千上万种有机 物，从而使水体中的污染物日益增多。作为环境主要指标之 一的卤素污染物具有难挥发、难降解和长距离迁移的特征，
对水环境的危害十分严重，导致了城市缺水的现象的发生。 其中氟作为最活跃的非金属元素，常以各种化合物存在，人 或动物长期如果长期摄入过量的氟化物，将危害小孩甚至成
年人的健康疾病。与此同时工业废水排放量的迅猛提高，水
中污染物比以往更为复杂，处理难度也日益加大。吸附法作 为一种高效稳定、清洁而成本低廉的污水处理方法，可以广