Efficient defluoridation using sequentially modified alginate biopolymer: Optimization through response surface methodology

Bhonsale, Vinit C.

doi:10.1016/j.surfin.2026.109612

Efficient defluoridation using sequentially modified alginate biopolymer: Optimization through response surface methodology

2026-08-15

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DOI：10.1016/j.surfin.2026.109612

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本研究合成了两种由海藻酸钠衍生的吸附剂：镧交联海藻酸钠（LA）和含活性炭的镧交联海藻酸钠（LAC），用于去除含氟（F-）污染水。通过FTIR、TGA、SEM、XRD、Zeta电位和比表面积分析等分析方法，研究了复合材料的比表面积、热稳定性、表面形貌和化学特性。通过改变接触时间（10-120 min）、pH值（3.0-9.0）、吸附剂投加量（10-100 mg）和初始氟浓度（10-500 mg/L），进行了批量吸附试验以进行水脱氟。最大去除效率分别为LA的50.64%和LAC的87.32%。两种吸附剂的零电荷pH值（pHPZC）均为6.0。采用响应面法（RSM）对操作参数进行优化。此外，动力学分析表明，整体吸附过程最适合用伪二级动力学模型描述（LA和LAC的R²值分别为0.998和0.991）。吸附数据与朗格缪尔等温模型吻合良好，LA和LAC的R²值分别为0.879和0.992，表明为单分子层吸附行为。最大吸附容量（qm）分别为LA的21.99 mg/g和LAC的87.08 mg/g。热力学参数表明吸附过程是自发的、放热的且由焓驱动。使用后的复合材料通过0.2 M NaOH溶液再生。为确定复合材料在大体积样品中的可扩展性，进行了连续固定床柱试验，表明其效率提高且具有实际可行性。此外，复合材料被用于评估实际水排放物中的脱氟性能。

Keyword:

Adsorption

Lanthanum

Alginate

Activated charcoal

Response surface methodology

Efficient defluoridation using sequentially modified alginate biopolymer: Optimization through response surface methodology

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