edta吸附特性及其对α半水脱硫石膏晶形地影响

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1、实用标准文案EDTA吸附特性及其对α半水脱硫石膏晶形的影响彭家惠1  瞿金东2  张建新1  邹辰阳1 陈明凤1（1.重庆大学材料科学与工程学院，重庆  400045;2.重庆大学城市建设与环境工程学院，重庆  400045) 摘要:用扫描电镜、显微红外、紫外吸收光谱、X光电子能谱等研究了乙二胺四乙酸(简称EDTA)在α半水石膏表面的吸附特性，从晶体生长角度分析了EDTA的调晶机理。结果表明:EDTA在α半水石膏表面吸附为化学吸附，其吸附等温线符合Langmuir方程，最大吸附量为15.2mg/g，吸附层厚度6.5nm；EDTA改变了α半水石膏晶体生长习性与形貌

2、，晶体在c轴生长被抑制，晶形有长棒状转变为短柱状，且晶体尺度增大;EDTA调晶效果对pH值较敏感，EDTA在中性区间调晶效果最佳.EDTA通过晶基与Ca2+的络合作用选择吸附在α半水石膏(111)面，抑制其C轴方向生长，使晶休沿c轴方向生长的比较优势被削弱甚至逆转，导致α半水石膏晶体生长习性和形貌发生变化。关键词：无机非金属材料；α半水脱硫石膏；调晶剂，吸附；晶体形貌 制备α半水石膏有常压盐溶液水热法和蒸压法两种工艺，水热法α半水石膏晶体在液相中成核生长，晶体发育较完整，缺陷较少，强度较高。但α半水石膏c轴生长速率的比较优势，使其常态晶形为长棒状或针状，这对α半

3、水石膏性能非常不利，采用高效调晶剂改变α半水石膏不同晶面的生长相对速率，制备长径比接近1:1的短柱状晶体是制备强度较高α半水石膏的关键。有机酸是常用调晶剂，低掺量可实现α半水石膏晶形从长棒状向短柱状转变，国内外对其作用效果、影响因素及调晶机制进行了广泛研究，一般认为调晶剂对α半水石膏的调晶精彩文档实用标准文案作用是通过吸附实现的，吸附是调晶剂的最基础作用，但有关调晶剂吸附方面的研究非常缺乏，对调晶剂吸附作用多是推论，并未有吸附研究成果的直接报道，对调晶机理只是笼统地认为调晶剂抑制长轴方向生长速率，对深层次的原因认识较模糊.调晶剂的调晶效果对pH值敏感的内在原因也

4、不清楚。为促进脱硫石膏建材资源化和提高其深加工水平，进行了水热法制备α半水脱硫石膏的试验工作，研究发现EDTA具有优异的调晶功能.本文研究了EDTA吸附特性，EDTA对α半水石膏晶体习性与形貌的影响，并从晶体生长角度对调晶机理进行了分析。1  实验材料与方法原材料采用脱硫石膏为重庆华能珞璜电厂烟气脱硫产物，其S03和结晶水含量分别为40.2％和18.8％。EDTA为分析纯试剂，重庆川东化学试剂有限公司试剂厂生产。采用常压盐溶液水热法制备α半水脱硫石膏，以15％NaCI溶液为介质，按20％固液比加入脱硫石膏，再加入适量调晶剂(EDTA)，介质pH值用盐酸(用浓盐酸

5、1:1配制)或1mol/L氢氧化钠溶液调节，反应温度95℃，时间4h。离心分离，热水洗涤干燥至恒量。采用JSM-6490LV扫描电镜观察α半水石膏晶体形貌，采用显微红外分析仪(Nicolet公司，iN10)进行显微红外分析。采用上述方法制备α半水脱硫石膏，分别加入不同掺量的EDTA调晶剂，固定其他工艺参数，反应4h后真空抽滤使固液分离。使用日本岛津UV-260紫外-可见光谱仪测定所得溶液中的EDTA浓度，根据反应前后EDTA浓度差异，计算EDTA在石膏表面的吸附量。采用美国ESCACAB250X射线光电子能谱仪，对石什表面钙元素和C元素进行能谱分析。仪器条件为:

6、Al靶KαX光枪，电压15kV，功率150W，分析器采用固定减速比模式。氢离子刻蚀，电压2kV，束流1μA，刻蚀面积4mm×4mm，刻蚀速率为:0.15nm/s。2  结果与讨论精彩文档实用标准文案2.1  EDTA调晶作用图1是不同掺量EDTA对α半水石膏晶形的影响。α半水石膏的常态晶形为长棒状。一般工艺条件并不能改变α半水石膏晶体的生长习性，只能得到长径比较大的棒状晶体。EDTA显著影响α半水石膏晶体形貌，α半水石膏晶形随EDTA掺量渐进改变。随着掺量的增加，α半水石膏晶体长径比不断减小.未掺EDTA时α半水石膏晶体长径比为12~15:1，掺0.05％时长径

7、比为6:1，掺0.1％时为3:1，掺0.2％时接近1:1，掺量进一步增加到0.5％时，晶体的纵向尺寸被进一步压缩，得到纵向尺度小于横向尺度的片状晶体。实验结果表明EDTA改变了α半水石膏晶体生长习性，有良好的调晶效果，控制其掺量和相应条件，可制备出理想晶形(长径比1:1)的α半水石膏。EDTA对α半水石膏晶体生长的抑制作用，使脱硫石膏脱水转化速率减慢。空白样脱硫石膏转化率达到90％的时间为45min，掺0.02％EDTA转化率达到90％的时间为80min，掺2％EDTA时转化率达到90％的时间为130min，当掺量为1.0％时，脱水反应被终止，没有α半水石膏形成

8、。2.2 pH值对晶体形