技术摘要：
本发明涉及一种饮用水除氟剂及其制备方法和应用，所述饮用水除氟剂为利用废弃鸡蛋壳为原料，负载铁和铝的固体除氟剂，用于负载铁和铝的溶液为FeCl3·6H2O溶液和Al2(SO4)3·12H2O溶液。FeCl3·6H2O溶液浓度为0.45‑0.55mol/L，Al2(SO4)3·12H2O溶液浓度为0.3‑0.5mol/L。制  全部
背景技术：
我国是地方性氟病受害较重的国家之一，人主要通过饮水来摄入氟，饮水型氟疾 病约占总患病人数的90％以上，因此，对饮用水中的除氟材料的研究具有现实意义。 茶叶中的氟含量较高，在我国的华北、西北、东北和黄淮海平原地区等饮用水中氟 含量较高的地区，用普通饮用水泡茶时，茶汤中的氟含量已经超过安全上限。据报道，目前 国内外用于饮用水中除氟的方法主要有化学沉淀法，混凝沉淀法，吸附法等。近年来采用得 较为普遍的溶液中除氟方法是吸附法。吸附法所使用的设备简单，且不需要为之提供电力， 适用于家庭中饮用水的处理。 市面上常见的除氟吸附材料包括铝盐、沸石、蒙脱土、高岭土、矾土、骨炭、鱼骨、石 膏材料、水泥黏土团、稀土金属、改性壳聚糖等等。由于成本，使用技术，设备，使用效率，安 全风险等因素,用以上方法处理高氟水，在我国一些有高氟地下水的地区推广受到一定限 制。目前市面上的除氟材料，多用于工业生产，大规模加工，工艺后的废水处理等，但是没有 针对家庭日常生活中使用的。家庭日常用水中往往不会关注到高氟的处理。在水源中氟含 量较高的地区，在一些情况下，例如泡茶，制作食物等，会使摄入的氟过量，对身体造成不良 影响。常见除氟材料通常用于大规模工业生产中，且处理过的液体不可直接饮用，还需后处 理。 因此，开发出可家庭使用的对氟离子有高选择性吸附能力的吸附材料十分必要。
技术实现要素：
鉴于现有技术存在的问题，本发明提供一种饮用水除氟剂及其制备方法和应用, 得到一种使用方便的，起效迅速的，安全有效的除氟剂，能够将超过饮用水中氟含量上限的 氟离子含量直接降低到安全范围之内，并能通过简易处理后，反复使用多次。 为达到上述目的，本发明采用以下技术方案为： 一种饮用水除氟剂，所述饮用水除氟剂为利用废弃鸡蛋壳为原料，负载铁和铝的 固体除氟剂，用于负载铁和铝的溶液为FeCl3·6H2O溶液和Al2(SO4)3·12H2O溶液，FeCl3· 6H2O溶液浓度为0.45-0.55mol/L，Al2(SO4)3·12H2O溶液浓度为0.3-0.5mol/L。 优选地，所述的鸡蛋壳选用清洁的，未被腐蚀的，不需去掉生物膜的生鸡蛋壳。 一种饮用水除氟剂的制作方法，所述方法包括以下步骤： 1)生鸡蛋壳，洗净后干燥，压碎，过筛； 2)选用10-40目的生鸡蛋壳于烧杯中，加入HCl溶液进行活化处理，用磁力搅拌器 搅拌，得到活化后的鸡蛋壳； 3)活化后的鸡蛋壳取出洗涤至中性，加入FeCl3·6H2O溶液和Al2(SO4)3·12H2O溶 3 CN 111569818 A 说　明　书 2/7 页 液的混合液，用磁力搅拌器搅拌，加入NaOH溶液调节pH，继续用磁力搅拌器搅拌，静置后过 滤，保留包含鸡蛋壳的固体部分； 4)烘干、洗涤、干燥，得到所述除氟剂。 优选地，所述步骤2)中，HCl溶液的浓度为0.005-0.015mol/L，活化过程中，鸡蛋壳 与HCl溶液的固液比为(1:4)-(1:10)，活化处理时间为10-20分钟。 优选地，所述步骤3)中，加入0.45-0.55mol/LFeCl3·6H2O溶液和0.3-0.5mol/LAl2 (SO4)3·12H2O溶液的1：1混合液。 优选地，所述步骤3)中，加入混合液后，用磁力搅拌器搅拌半小时，调节pH后，继续 搅拌半小时，而后静置。 优选地，所述步骤3)中，调节pH至5.5-6.5。 优选地，所述步骤4)中，干燥过程低于50℃下，取出后自然冷却。烘干过程中，温度 应控制在100℃以内，并缓慢升温。 所述除氟剂或所述方法制备的除氟剂用于高氟茶汤中的氟离子去除。 优选地，此方法制备的除氟剂，在使用过程中，除氟剂的质量与需除氟溶液的体积 比为(1:100)-(1:150)。 所述除氟剂或所述方法制备的除氟剂重复使用的处理方法，所述方法为将使用过 的除氟剂放入热的饱和小苏打溶液中，洗涤2-3次，取出后干燥。 优选地，所述除氟剂与饱和小苏打溶液的固液比为1:(20-25)。 优选地，所述饱和小苏打溶液的温度为70-90℃，洗涤时间为0.4-2小时。 本发明具有以下有益效果： 本申请提供了一种能够在家庭日常饮用水或者饮用液体中直接使用的除氟剂及 其制备工艺，并且能够通过简易的洗涤过程，重复使用。此除氟剂的原料易得，制备过程简 便，使用方法简单，安全，有效，成本低廉。 鸡蛋壳中，碳酸钙的含量高于95％，且具有天然多孔结构，比表面积大，是一种天 然良好的钙源和负载基体，蛋壳内部覆盖的一层生物膜为蛋白质，在简易的烧制过程后，能 够有效的改性，不会造成二次污染，基本不影响金属离子在蛋壳上的附着，在加工蛋壳前也 无需刻意剔除。铁，铝，钙经常被用作除氟工艺中。在三卤化铝中AlF3是唯一的离子性化合 物，在晶体AlF3中由于Al是六配位的，不易二聚，是一种路易斯酸，易溶于水中，并且会发生 水解。但是若单独使用Al3 离子来使氟离子形成化合物后，很难从水溶液中除去，饮用后会 对人体造成危害。铁与氟离子形成的配位化合物呈八面体形并且是高自旋的。Fe3 离子与F- 离子之间有较强的亲和力，形成FeF3的三级平衡常数分别为K 51≈10 ；K2≈105；K3≈103，是远 大于其水解反应的。当采用碱洗以达到除氟剂可重复使用的目的时，需考虑Fe3 离子易发生 水解而沉淀。Ca3 离子与F-离子可生成离子型盐，其溶度积为1.7×10-10，远小于与OH-的溶 度积1.3×10-6。本发明中，借助鸡蛋壳这种天然的多孔碳酸钙，将铁离子和铝离子同时负载 上去，使铝和铁固定，让铁、铝和钙都能发挥其配位能力，解决了铁离子和铝离子的上述问 题，既使之达到良好的除氟效果又能够方便使用无安全问题。 附图说明 图1本发明除氟剂的成品状态图； 4 CN 111569818 A 说　明　书 3/7 页 图2实施例2除氟剂置于茶汤中的状态图。