不同類型羥基磷灰石的制備及其對重金屬離子吸附行為的研究.pdf

1、羥基磷灰石(HAP)是一種具有良好生物相容性的生物材料。碳羥基磷灰石是一種含結(jié)構(gòu)碳酸根的羥基磷灰石,因為CO32-的進(jìn)入使羥基磷灰石結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯畸變,其結(jié)晶度下降,顆粒分散性好且小,有較大的比表面積及有效表面活性,對重金屬的吸附具有優(yōu)勢,是一種新型環(huán)境功能材料。
　　 本實驗采用溶膠-凝膠法合成了普通羥基磷灰石和普通碳羥基磷灰石,并采用二氧化碳模版法合成了花狀表面的球狀碳羥基磷灰石。用XRD、TEM、SEM、IR、BET等常規(guī)手

2、段對所制備的不同類型的羥基磷灰石進(jìn)行了表征。結(jié)果表明用溶膠-凝膠法制得的羥基磷灰石比表面積為61.77m2/g,粒徑為30.12nm的納米級的羥基磷灰石顆粒。用溶膠-凝膠法合成了含碳羥基磷灰石,加入的(NH4)2CO3是碳酸根的主要來源,改變(NH4)2CO3加入量合成了五種羥基磷灰石,紅外光譜顯示,除加入量最少的那組樣品外,其余的四種均出現(xiàn)結(jié)構(gòu)碳酸根的峰,說明這四種都是碳羥基磷灰石,且合成的樣品為分散性良好,比表面積均大于50m2/g

3、,且孔容均大于0.13cm3/g,孔徑分布在10～20之間,屬于中孔,說明制得的CHAP樣品帶孔且比表面積大,有利F對污染物的吸附。用二氧化碳模版法合成了含碳的花狀羥基磷灰石,SEM顯示樣品表面為花狀的枝狀片晶結(jié)構(gòu),樣品顆粒呈不規(guī)則球形,樣品帶有少量的OCP相,而反應(yīng)時間越長,OCP相越少,樣品純度越高。BET測得樣品比表面積在20～30 m2/g,比表面積較小,粒徑為微米級。
　　 從廢水中去除有毒重金屬離子是水污染治理的熱門

4、領(lǐng)域,重金屬污染能造成水體的退化。眾多的金屬如鉻、汞、鉛、銅、鎘、鋅、鎳等,是眾所周知的有明顯毒性物質(zhì)。羥基磷灰石作為一種有效的吸附劑,具有較高的固定穩(wěn)定性已經(jīng)被報道。本文中,選用自己合成的普通羥基磷灰石、普通碳羥基磷灰石和花狀碳羥基磷灰石作為吸附劑,羥基磷灰石對Cu2+和Ni2+,普通碳羥基磷灰石對Cu2+和Zn2+進(jìn)行了吸附研究,考察不同時間、不同金屬離子濃度、不同pH以及不同溫度對金屬離子吸附的影響,并初步探討了吸附機理。結(jié)果表明

5、:羥基磷灰石和碳羥基磷灰石對三種金屬離子的吸附部符合擬二級動力學(xué)方程,60分鐘即可達(dá)到吸附平衡;溫度對吸附效果影響很小;隨pH值增大,吸附量逐漸增大,低pH值下,金屬離子的去除一般是羥基磷灰石對其的吸附作用,高pH值金屬離子的去除是由化學(xué)沉降和羥基磷灰石吸附協(xié)同作用的結(jié)果;吸附等溫類型部屬于Langmuir型吸附等溫線;羥基磷灰石對Cu2+和Ni2+的吸附能力是Cu2+＞Ni2+;碳羥基磷灰石對Cu2+和Zn2+的吸附能力是Cu2+＞Z