磁性微孔类甲酸镧制备及其高效除氟性能研究

来源：环境工程技术学报杂志2025年第3期北京时间：

作者：李文涛, 徐海曼, 李杨, 李静, 郭建宁, 肖峰, 钟润生

摘要：含氟工业废水治理是目前众多企业关注的热点问题，尤其是混凝沉淀出水中氟难以达标。采用水热合成法制备磁性微孔类甲酸镧除氟剂（FML），利用单因素实验探讨不同镧含量和反应条件对氟吸附效果的影响，并通过X射线衍射仪（XRD）、场发射扫描电镜-能谱仪（FESEM-EDS）、微孔物理吸附仪（BET）、傅里叶红外光谱仪（FTIR）、Zeta电位分析仪表征FML的晶体结构、表面吸附位点、比表面积及孔径分布和表面电荷特性，探讨FML对氟吸附机理。结果表明：FML0.5、FML1.0、FML1.5和FML2.0（含氯化镧物质的量分别为0.5、1.0、1.5、2.0 mmol）吸附氟速率逐次增加，均可将含氟废水中氟浓度从5.0 mg/L降低至1.0 mg/L以下，达到GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅲ类水质标准中氟化物浓度限值要求（低于1.0 mg/L）；在pH为6.32，温度为318 K，氟初始浓度为10.0 mg/L，FM2.0投加量为0.2 g/L反应条件下，FML2.0对氟的去除率为99%以上，最大氟吸附量为138.3 mg/g；阴离子对氟吸附过程影响表现为\mathrmCO_3^2- >\mathrmSO_4^2- >Cl−；氟离子去除机制主要通过静电引力作用被吸附到FML表面上并取代FML表面吸附位点羟基基团。FML2.0对氟的吸附动力学和吸附热力学分别遵循伪二级动力学反应模型和Langmuir模型，说明该吸附过程以化学吸附和单层吸附为主，属于吸热反应，温度越高越有利于吸附。将FML2.0应用于工业含氟废水经混凝沉淀出水的处理，在FML2.0投加量为0.2 mg/L时，反应60 min后出水中氟浓度由9.80 mg/L降低到0.78 mg/L，表明该除氟剂具有较好的应用前景。

关键词：含氟废水, 磁性微孔类甲酸镧（FML）, 除氟, 吸附动力学, 吸附热力学