盐湖卤水制备镁基复合材料对氟离子去除研究

There are abundant resources of Mg in the Salt Lakes of Qaidam, and in the production of potash fertilizer, at same time, a vast amount of magnesium chloride was produced, which not only causes serious waste of the resources, but also badly endangers the environment. Here, magnesium chloride in the Salt Lakes was used to synthesis Mg-based composite as precursor. By studying the influence of different structures and surface functional groups for fluoride removal, and analysis the effects of different experimental conditions for fluoride adsorption, this study expound the relationship and law between the removal efficiency of fluoride and the structure of material, then find out the mechanism of Mg-based composite for fluoride removal in groundwater. The expected research results will have important scientific significance and application prospect, on the use of abandoned magnesium chloride and the removal of fluoride in groundwater.

柴达木盐湖拥有极丰富的镁资源，在盐湖钾肥生产过程中产生大量废弃的氯化镁，不仅造成镁资源的极大浪费，而且造成严重环境污染。本项目利用盐湖氯化镁为原材料，制备镁基复合材料，研究不同镁基复合材料的结构和表面功能基团对地下水中氟离子的去除影响，通过分析不同实验条件对氟离子吸附的影响，阐明镁基复合材料对氟离子的去除效果与材料结构的关系和规律，揭示镁基复合材料对地下水中氟离子的去除机理。预期研究结果对于盐湖废弃的氯化镁的利用及地下水中氟离子的去除，具有重要的科学意义和应用前景。

高氟水不仅危害人类的健康和生命，还造成了大面积水土和土壤污染等环境问题，因此积极探索绿色、环保、高效、廉价的处理技术是非常有必要的。本研究利用盐湖“镁害”资源中的主要成分MgCl2为原料，设计了三元镁基复合物Mg-Fe-Al，磁性三金属复合物Mg-Al-La，水滑石类Mg-Ca-Fe化合物等，并通过考察实验参数如（材料的组成比例，pH、合成温度、煅烧温度等）获得镁基复合材料最佳制备条件。通过FTIR, XRD, SEM, XPS, 和BET等技术对复合材料进行组成、结构及形貌等分析。将其应用于水溶液中氟离子的去除，考察pH、温度、共存离子等对材料吸附性能的影响，结果表明：磁性Mg-Fe-Al水滑石，当Mg/Al/La/Fe=16:1:1:7.5时，对氟离子的吸附性能最好；磁性Mg-Al复合氧化物对F-和As(V)的最大吸附量分别为170.02 mg/g和146.22 mg/g； FeO@Mg-Al-O对溶液中氟离子和砷离子的吸附在7 h左右达到平衡，在室温条件且溶液的初始 pH 值为4.0-9.0时，材料具有良好的吸附效果，在吸附过程中，材料表面的-OH与F-发生离子交换。本研究设计并合成的镁基复合材料成本低，使用寿命长，且对氟具有高效的吸附效果。为去除水体、土壤污染中的高氟问题提出了有效的解决方法。对于盐湖废弃的氯化镁的利用及地下水中氟离子的去除，具有重要的科学意义和应用前景。.