除氟滤料在吸附铝离子后,在表面及孔隙中形成羟基络合离子团,水中的氟离子F—与多功能除氟滤料的OH—发生离子交换,达到除氟的目的,去除率>95%,总反应式如下:
nF—+F.FAInOH—=F.FAlnF—+nOH—
F.F复合分子筛结构:多功能除氟滤料是一种架状构造的含水铝硅酸盐矿物,主要含有Na、Ca以及少数Sr、Ba、K、Mg等金属。F.F的化学组成,通常用以下式表示:
(Na,K )x(Mg ,Ca,Sr,Ba)y{Al(x+2y)Si[n-(x+2y)]O2n}•mH2O
简写MxDy—R。其中:M代表1价阳离子Na、K;D代表2价阳离子Mg ,Ca,Sr,Ba;R代表沸石骨架{Al(x+2y)Si[n-(x+2y)]O2n}•mH2O。
多功能除氟滤料的结构一般由三维硅(铝)氧格架组成,其基本单元是以硅为中心和周围4个氧离子排列而成的硅氧四面体[Si O4]。
如果硅氧四面体中的硅被铝离子所置换,则形成铝氧四面体。铝是+3价的,这样铝氧四面体的4个顶角中的氧离子有1个得不到中和,因而出现了负电苛。为了中和其电性,相应就有金属阳离子加入。硅氧四面体和铝氧四面体通过其角顶互相连接,便构成了各种形状的三维硅(铝)氧格架状结构,即多功能除氟滤料结构。由于硅(铝)氧四面体多样性的连接方式,在多功能除氟滤料结构中便形成了许多孔穴和孔道。
多功能除氟滤料结构内部的孔穴和孔道通常都被水分子填充,能在特定温度下而脱除,脱除后留下的孔穴和孔道,变成了如海绵或泡沫状的结构,具有吸附性质[4]。
为了平衡多功能除氟滤料结构中的电荷而进入多功能除氟滤料晶体结构的碱金属或碱土金属离子,可以被其它的离子所置换。作为多功能除氟滤料主要成分之一的氧化铝,其水解与铝盐相似,铝盐水解和铝胶体带正电的性质,对吸附电负性极强的氟离子提供了理论依据。多功能除氟滤料经特定的高温改性及化学活化后,对氟离子有高选择交换性能。吸氟后的多功能除氟滤料可用解吸剂再生,反复使用。