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水源水中的氟化物被作为重要的无机污染物之一，在世界许多地区(如东部非洲)是影响安全饮用水一个令人关切问题。水中存在高浓度氟主要受到自然和人为来源污染物的影响，长期饮用会造成严重的健康问题,如氟中毒等,并且这些对健康的影响是不可逆转的。目前研究已经提出的去除水中氟化物的方法,大部分依靠化学基材料吸附材料,这些材料在使用过程中，,吸附剂会被其他污染物污染,从而影响了去氟的处理效果，因此有必要探索更加经济、实用的适合地区特点的饮用水中氟化物去除方法。
本研究探讨了利用从东部非洲地区常见的农业废物Teff(Eragrostis tef)中提取的活性生物炭，并对其进行改性，作为吸附剂去除水中的氟，为当地提供一种经济、实用的技术。Teff(Eragrostis tef)是一种本地谷类作物,营养价值高,主要在非洲生产。研究采用热解和热液碳化工艺分别制备了生物炭(BTS)和水煤(HTC)，并且利用磷酸(wt. 30%)对其改性，从而增加吸附剂的吸附能力。研究对两种吸附剂的表面形态、结构、官能团及其结晶度等理化性质进行了表征,这些特性有助于进一步了解吸附对氟化物吸附特征，并对其吸附机理进行研究。论文还研究了pH值、初始吸附剂水分和吸附剂剂量等基本吸附参数的对去除效果的影响，以及吸附剂的再生回用方法，从而为工程化应用提供支撑。
研究结果表明HTC与BTS相比,其FTIR分光光度计分析结果证实了新吸附剂存在更多的吸附官能团，使其吸附能力明显提高。研究发现,两种吸附剂的pH值为2时，吸附量最大，随着pH增加，其吸附能力逐步减小。当pH为6-8时依然能达到最大吸附量80%，可用于实际工程。随着吸附剂初始含水量的增加,两种吸附剂的吸附能力逐渐降低。研究结果显示，当初始浓度为氟100mg/L，达到安全饮水标准1.5mg/L的吸附剂BTS和HTS的最佳投放量分别为0.3g/Land0.8g/L。研究显示吸附过程是个放热过程。两种吸附剂的吸附特征均符合朗穆伊尔等温吸附模型线。同时BTS也符合Freundlich等温吸附模型，表明HTS为单层化学吸附过程,BTS为多层吸附。研究表明BTS和HTS最大氟化物吸附量(Qm)分别为212mg/g和87mg/g，BTS具有更高的氟吸附能力，主要是由于BTS的表面积相对较大。研究还发现,用NaOH和Na2CO3溶液去除吸附剂上附着的氟化物离子,可以再生两种吸附剂。其机理基于永久带电材料与高电性氟化物离子的静电相互作用。研究表明Teff秸秆衍生水和生物炭是一种可再生、环保、可持续的氟化物污染水修复方法。
本研究探讨了利用从东部非洲地区常见的农业废物Teff(Eragrostis tef)中提取的活性生物炭，并对其进行改性，作为吸附剂去除水中的氟，为当地提供一种经济、实用的技术。Teff(Eragrostis tef)是一种本地谷类作物,营养价值高,主要在非洲生产。研究采用热解和热液碳化工艺分别制备了生物炭(BTS)和水煤(HTC)，并且利用磷酸(wt. 30%)对其改性，从而增加吸附剂的吸附能力。研究对两种吸附剂的表面形态、结构、官能团及其结晶度等理化性质进行了表征,这些特性有助于进一步了解吸附对氟化物吸附特征，并对其吸附机理进行研究。论文还研究了pH值、初始吸附剂水分和吸附剂剂量等基本吸附参数的对去除效果的影响，以及吸附剂的再生回用方法，从而为工程化应用提供支撑。
研究结果表明HTC与BTS相比,其FTIR分光光度计分析结果证实了新吸附剂存在更多的吸附官能团，使其吸附能力明显提高。研究发现,两种吸附剂的pH值为2时，吸附量最大，随着pH增加，其吸附能力逐步减小。当pH为6-8时依然能达到最大吸附量80%，可用于实际工程。随着吸附剂初始含水量的增加,两种吸附剂的吸附能力逐渐降低。研究结果显示，当初始浓度为氟100mg/L，达到安全饮水标准1.5mg/L的吸附剂BTS和HTS的最佳投放量分别为0.3g/Land0.8g/L。研究显示吸附过程是个放热过程。两种吸附剂的吸附特征均符合朗穆伊尔等温吸附模型线。同时BTS也符合Freundlich等温吸附模型，表明HTS为单层化学吸附过程,BTS为多层吸附。研究表明BTS和HTS最大氟化物吸附量(Qm)分别为212mg/g和87mg/g，BTS具有更高的氟吸附能力，主要是由于BTS的表面积相对较大。研究还发现,用NaOH和Na2CO3溶液去除吸附剂上附着的氟化物离子,可以再生两种吸附剂。其机理基于永久带电材料与高电性氟化物离子的静电相互作用。研究表明Teff秸秆衍生水和生物炭是一种可再生、环保、可持续的氟化物污染水修复方法。