沸石和硫酸鋁用作除氟的常用吸附劑和改性劑。目前，我國許多地區的地下水中氟含量都超過了標準，可以通過吸附法降低水中的氟含量。

一、背景闡述

氟是日常生活中廣泛使用的非金屬元素，也是人體不可缺少的元素之一。飲用水是人體吸收氟化物的主要方式，適量的氟可使骨骼和牙齒堅固。如果人體內的氟化物含量太低，會引起齲齒等問題。但是如果每天攝入的氟含量超過4mg，它將破壞人體的鈣和磷代謝，從而導致氟中毒。氟中毒主要表現為氟中毒和骨骼氟中毒。目前，印度，斯里蘭卡和南美等各國、地區都存在著高氟含量的地下水。高氟地下水在我國尤其是東北，內蒙古和西北地區分布廣泛。

二、沸石的除氟效果

天然沸石是具有骨架狀晶體結構的鋁硅酸鹽礦物。晶體中有大量的孔洞，因此沸石具有特殊的吸附和離子交換能力。目前，天然沸石和合成沸石分子篩主要用于氣體分離，煙氣凈化，地下水中的F-等。由于價格低廉，制備簡單，使用沸石處理污染物可以達到較好的環境和經濟效益。李冰冰使用1.0mol/LNaOH溶液和1.0mol/LTi（SO4）2溶液對天然沸石進行改性，改性后的沸石去除率可達到92.8％，其原因是Na和Ti4改變了沸石，而F-的帶電性質使其更易于吸附F-。

陳水飛等人使用10％的氯化鐵溶液對煅燒后的天然沸石進行改性，然后用恒溫振蕩器振蕩18小時。結果表明，隨著氯化鐵濃度的增加，去除率先增加后略有下降，試驗證明，濃度為10％時去除效果最好，去除率可達到60.88％。王林培等人用0.5mol/L的硫酸鈦溶液將人造沸石浸泡24h，并在70℃下干燥10h，得到負載的鈦沸石。加入適量的吸附劑后，可以減少高濃度的含氟廢水，其最佳去除率接近89％。張欣等人先用1.0mol/LNaOH溶液預處理沸石，再用1.5mol/LFeCl3溶液改性天然沸石，在自來水中加入適量的NaF以模擬被氟化物污染的地下水。結果表明，當原水質量濃度為10mg/L時，去除率可達到83％；當原水質量濃度為20mg/L時，去除率可達到約73％。

沸石與硫酸鋁的除氟機制

三、硫酸鋁改性沸石除氟的優化效果

人造沸石是去除氟化物的常用吸附劑。盡管其結構和功能與天然沸石沒有明顯差異，但人造沸石具有較少的內部雜質，并增加了晶體中的孔和通道。由于其良好的吸附性能和低廉的價格，受到了廣泛的關注。硫酸鋁中的Al3與F-具有良好的親和力，因此將兩者結合起來，利用鋁鹽改性的沸石來制備新型的吸附顆粒。劉杰用0.2mol/L的硫酸鋁溶液改性10g沸石制備而成后，當吸附劑的初始劑量為2g/L，原水的質量濃度為50mg/L時，去除率先增加，然后8h后達到穩定的85％，吸附量為21.25mg/g。在實驗中，溫度和離子的共存也會對吸附效果產生一定的影響。隨著溫度升高，處理效率呈現出先升高后降低的趨勢。水中的CO32-，PO43-和NO3-陰離子將與F-競爭吸附，從而降低了除氟效率。

游新國等人先用3.0mol/L鹽酸浸泡10小時，再用0.2mol/L硫酸鋁溶液浸泡6小時，制備改性沸石，其在90分鐘時的除氟率可達到約60％。李冰冰等用氫氧化鈉溶液和10％硫酸鋁溶液改性天然沸石，經烘烤后得到良好的吸附材料。

目前，國內外許多學者已經開發出多種有效的除氟材料，并取得了一定的成果。但是，許多成果在使用上仍然有一定的局限性。此外，仍然有必要考慮水質以找到最佳解決方案。