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《碳羟基磷灰石的制备及其对部分重金属离子的吸附性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、碳羟基磷灰石的制备及其对部分重金属离子的吸附性能研究演讲人：曹建海王海洋罗虎鹏一、此课题的研究意义重金属废水的处理方法通常包括化学沉淀法、离子交换法、氧化还原法、电解法、逆流漂洗、蒸发浓缩法、电渗析、反渗透、膜分离法等。重金属离子废水大多通过传统的化学沉淀法进行处理,但由于废水中配合基的存在影响金属氢氧化物沉淀,可能导致剩余金属浓度超标,而且金属氢氧化物沉淀的存在导致污泥处置变得更加困难。因此,吸附法被认为是一种更为有效的方法,吸附剂一般为活性炭、活性炭纤维等,其吸附能力比较大,但价格相当贵,实际生产中应用不多。近年来国内外一些学
2、者利用其他吸附性材料对水溶液中重金属离子进行吸附实验研究,取得一定成绩,但吸附效果并不很理想,所以开发一些新型具有吸附性强的环境功能材料具有重大现实意义。碳羟基磷灰石（CHAP）是羟基磷灰石（HAP）的一种类质同像替换的新型矿物，它具有与HAP相同的特殊晶体化学特点，对重金属离子有优良的表面特性和离子吸附与交换性能，能对重金属离子产生多种吸附作用，达到较高的治理重金属废水目的。近些年来，一些学者在研究磷灰石去除水溶液中重金属离子的研究方面发现，融入CO32-的羟基磷灰石，其结晶度下降，结构明显畸变，比表面积和有效表面活性增大，更有
3、利于对重金属的吸附。采用掺杂技术，以废弃的蛋壳为原料，尿素为添加剂，合成的新型的碳羟基磷灰石（CHAP），用其处理含Pb2+、Cd2+、Cu2+、Zn2+废水。实验结果表明，CHAP对这些重金属废水均具有较强的吸附性能，不但简便、有效、成本低，且重金属离子在脱吸附时的释放率较低，较少二次污染。碳羟基磷灰石（CHAP）在常温常压下能很好地固化水溶性重金属离子，是一种有广阔应用前景的绿色洁净环境功能材料，具有极大的研究开发和利用价值。二、碳羟基磷灰石的一些性质碳羟基磷灰石的化学式为Ca10(PO4.CO3)6(OH)2从测得的IR分析
4、图中可以看出,在3446.6cm-1处有一个很强的吸收峰是羟基(OH-)特征峰,962.4cm-1为PO34-的ν1振动吸收峰,472.5cm-1是PO3-4的ν2振动吸收峰,603.7cm-1和565.1cm-1为PO34-的ν4振动吸收峰,在1458.1,1400.2cm-1以及1624.0cm-1处为碳酸根(CO32-)的吸收峰,1458.1cm-1和1400.2cm-1处的两个分裂峰区别于碳酸盐中CO32-的单峰是羟基磷灰石含CO32-的重要标志。经比表仪测定,合成CHAP颗粒比表面积为206.3m2/g,达到纳米级别,可
5、见它的比表面积比普通固体颗粒大得多,很利于对重金属离子的吸附性。三、碳羟基磷灰石的制备1-1、实验器材与药品超纯水系统（ABZ1－10－P艾科浦超纯水系统）；DF-101B集热式恒温加热磁力搅拌器（巩义市英峪予华仪器厂）；JJ-6型数显电动搅拌器（江苏金坛医疗仪器厂）；pHS-3C型精密pH计（上海精密科学仪器有限公司）；光学读数分析天平TG328A（湘仪天平仪器厂）；JA1003型上皿电子天平（上海精科天平厂）；101－2A型电热鼓风干燥箱（天津市泰斯特仪器有限公司）；SX－5－12型箱式电阻炉（天津市泰斯特仪器有限公司）；72
6、30型分光光度计（上海光学仪器厂）。Ca(OH)2(A.R)；尿素固体；浓H3PO485%；1%NH4Cl；1%醋酸、蛋壳。1-2、制备原理及方法利用蛋壳和磷酸为原料，以尿素为添加剂，在油浴条件下，将蛋壳转换成碳羟基磷灰石。反应式：CaCO3+H3PO4=CaHPO4+CO2↑+H2OCaHPO4+(NH2)2CO+Ca(OH)2→Ca10(PO4,CO3)6(OH)2+H2O油热法是制备结晶良好、无团聚的纳米粉体的优选方法之一。与其他湿化学方法相比，油热法具有如下特点：油热法可直接得到结晶良好的粉体，不需作高温灼热处理，避免了在
7、此过程中可能形成的粉体硬团聚；通过控制水热条件，可得到不同的粉体晶粒物相和形貌；晶粒线度适度可调，工艺较为简单，因此采用加热法制备碳羟基磷灰石1-3、实验步骤将预处理过的蛋壳粉末按照一定比例投入到H3PO4溶液中,并控制其pH值在3~4,温度控制在30℃左右,反应时间2~3h,反应方程式为：CaCO3+H3PO4=CaHPO4+CO2↑+H2O.待蛋壳粉末溶解,以尿素为添加剂并加入一定量的Ca(OH)2粉末,用KOH溶液调节pH值至9,120℃温度下热处理24h.尿素水解的方程为：(NH2)2CO+3H2O=2NH4OH+CO2.
8、反应产物经冷却后,用1%NH4Cl洗涤至中性,在60℃温度下干燥3~4h得到含碳酸根的羟基磷灰石.化学方程式为：CaHPO4+(NH2)2CO+Ca(OH)2→Ca10(PO4,CO3)6(OH)2+H2O采用此法合成的CHAP颗粒,测得其比表面积
