Wraz z szybkim rozwojem uprzemysłowienia i urbanizacji zanieczyszczenie wody staje się coraz bardziej poważne, zwłaszcza nadmierne poziomy szkodliwych substancji, takich jak fluor, arsen i metale ciężkie, które poważnie zagrażają zdrowiu ludzkiemu i środowisku ekologicznym . wśród wielu technologii uzdatniania wody,aktywowany tlenek glinustał się jednym z ważnych materiałów w dziedzinie oczyszczania wody ze względu na doskonałą wydajność adsorpcji, stabilność chemiczną i ekonomię .
Charakterystyka aktywowanego tlenku glinu do oczyszczania wody
Wysoka powierzchnia właściwa: zapewnia dużą liczbę miejsc adsorpcji .
Struktura porowata: Mikropory i mezopory są rozmieszczone, odpowiednie do adsorpcji cząsteczek o różnych rozmiarach .
Stabilność chemiczna: odporne na kwas i alkaliczne, odpowiednie dla różnych warunków wodnych .
Selektywna adsorpcja: ma silne powinowactwo do zanieczyszczeń, takich jak fluor, arsen i fosforan .
Odnawialność: Pojemność adsorpcji można przywrócić poprzez ogrzewanie lub czyszczenie chemiczne .
Zastosowanie aktywowanego tlenku glinu w uzdatnianiu wody
1. Oczyszczanie wody pitnej
(1) Usuwanie fluoru
Fluor jest niezbędnym elementem śladowym dla ludzkiego ciała, ale nadmierne spożycie może prowadzić do chorób takich jak fluoroza zębów i fluoroza szkieletowa . Alumina aktywowana może skutecznie usuwać jony fluorek z wody poprzez wymianę jonów i adsorpcję powierzchniową, a także jest odpowiednia do leczenia wody na wysokiej przepływie .}}}}}}}
(2) Usunięcie arsenu
Arsen jest wysoce toksycznym zanieczyszczeniem . Alumina Alumina może skutecznie adsorbować arsenian, ale jego zdolność adsorpcji arsenitów jest słaba . Dlatego często konieczne jest użycie utleniacza do konwersji jako (iii) w (v) w celu zwiększenia szybkości usuwania .} jest konieczne użycie utleniacza do konwersji jako (iii) w (v) w celu usunięcia.}
2. Przemysłowe oczyszczanie ścieków
• Usuwanie fosforanu: stosowane do oczyszczania ścieków w branżach takich jak galwaniczne i nawozy, aby zapobiec eutrofizacji zbiorników wodnych .
• Adsorpcja metali ciężkich: może usunąć szkodliwe jony metali, takie jak ołów, kadm i chrom .
• Organiczne usuwanie zanieczyszczeń: Niektóre aktywowane tlenek glinu ma również pewną zdolność adsorpcji materii organicznej, takiej jak barwniki i fenole .
3. Inne aplikacje
• Desiccant: Używany do odwodnienia gazów lub cieczy .
• Nośnik katalizatora: używany do obsługi katalizatorów w przemyśle chemicznym .
Mechanizm adsorpcji aktywowanego tlenku glinu
Proces adsorpcjiaktywowany tlenek glinuGłównie zależy od następujących mechanizmów:
1. wymiana hydroksylowa powierzchniowa: aniony w wodzie (takie jak f⁻, aso₄³⁻) poddają się reakcji zastępczej grup hydroksylowych na powierzchni tlenku glinu .
2. Adsorpcja elektrostatyczna: powierzchnia glinu jest dodatnio naładowana i może adsorbować ujemnie naładowane jony .
3. Adsorpcja fizyczna: Cząsteczki są adsorbowane przez siły van der Waals o strukturach porowatych .
Na wydajność adsorpcji wpływają czynniki takie jak wartość pH, początkowe stężenie zanieczyszczeń, czas kontaktu i temperatura . Parametry procesu należy zoptymalizować, aby poprawić efekt leczenia .