一种用于吸附氟离子的功能化壳聚糖材料及其制备方法

本发明公开了一种用于吸附氟离子的功能化壳聚糖材料及其制备方法，该功能化壳聚糖材料以壳聚糖、羧甲基纤维素钠为凝胶骨架，内部掺杂改性活性炭构建多孔结构，通过梯度负载技术将铝、铁、钙三种金属氢氧化物按特定空间分布固定于凝胶网络中，形成具有“核壳”功能结构的复合材料。制备过程包括壳聚糖凝胶微球制备、功能化壳聚糖材料的制备。该材料通过硝酸铝和硝酸混合溶液改性活性炭，构建了具有大表面积、高密度铝羟基及含氧官能团的亲水表面，并引入带永久正电荷的季铵基团以增强对氟离子的直接吸附与金属负载能力。其采用梯度吸附机制，内层铝基团快速捕捉氟离子，外层铁‑钙进一步吸附并生成稳定CaF₂沉淀，防止位点过早饱和，吸附效率超过85%。本发明材料性能稳定、环境友好、成本低廉，且pH 4‑10范围内均表现优异，无需繁琐的pH预调节步骤，特别适用于处理中低浓度含氟地下水或工业废水，具有广阔的应用前景。