羥基磷灰石的制備與吸附水中氟離子性能研究.pdf

1、作為生物體不可缺少的構(gòu)成成分，羥基磷灰石大概在骨骼的無機成分中占百分之六十，并且其顯示出較好的生物相容性和生物活性。過去十年間，研究者對羥基磷灰石的合成有了越來越濃的興趣，大量的羥基磷灰石合成路線被開發(fā)，不同合成方法制備出的羥基磷灰石顆粒特性各異。比如，干法合成、濕法合成、熱分解法均可產(chǎn)生結(jié)晶性良好的顆粒。本課題利用傳統(tǒng)的化學(xué)沉淀法和溶膠-凝膠法合成納米結(jié)構(gòu)羥基磷灰石，用來去除水溶液中的氟離子，報告了不同的合成方法制備出不同形貌結(jié)構(gòu)的羥

2、基磷灰石，且對去氟效果有顯著不同，這表明羥基磷灰石的不同合成方法對氟離子的吸附產(chǎn)生了影響。
　　結(jié)果顯示，在25℃時，化學(xué)合成法制備的羥基磷灰石的吸附量為1.99mg/g，進行透射電子顯微鏡分析可知化學(xué)沉淀法得出的羥基磷灰石主要呈圓片狀，且尺寸分布較為均一，于溶液中穩(wěn)定存在，直徑平均為五十納米;X射線衍射分析顯示該圖譜與標(biāo)準(zhǔn)羥基磷灰石圖譜較為一致;相比較，如果用溶膠凝膠法所制備的羥基磷灰石的吸附量為1.75mg/g，進行透射電子顯

3、微鏡分析得知溶膠凝膠法得出的羥基磷灰石主要呈現(xiàn)出桿狀，尺寸分布較為均一，桿的長度在2μm-20μm，寬在50nm左右，此外，X射線衍射分析顯示其圖譜也與標(biāo)準(zhǔn)羥基磷灰石圖譜保持一致。綜上分析，從透射電子顯微鏡可見兩種合成方法所得的樣品圖像有所區(qū)別，化學(xué)沉淀法合成出圓片狀，溶膠凝膠則是棒狀，從透射電鏡圖可見溶膠凝膠法得出的樣品更為精細。此外，X射線衍射分析也顯示出溶膠凝膠法所合成樣品更為精細，相對強度也較大，說明晶體結(jié)構(gòu)更為整齊有序，結(jié)晶度

4、更好。
　　此外，本文也進一步研究了不同合成方法制備出的羥基磷灰石在氟離子溶液中的吸附與時間的關(guān)系。結(jié)果顯示:兩種合成方法的吸附動力學(xué)曲線雖符合Langmuir一級方程，但計算得出的氟離子吸附量與實際不合，因此其不符合Langmuir一級動力學(xué)方程。但后發(fā)現(xiàn)兩種合成方法符合Langmuir準(zhǔn)二級反應(yīng)模型，相關(guān)系數(shù)R2大于0.9990。動力學(xué)實驗還表明兩種羥基磷灰石吸附氟離子的模型也符合韋伯和莫里斯模型。表明吸附過程可表述為吸附劑表

5、面吸附和孔道緩慢擴散兩個吸附過程。
　　吸附劑表面吸附在第一階段顯示出較快的吸附速率，這可能歸因于此過程為氟離子從溶液里擴散到羥基磷灰石表面引起羥基磷灰石的表面吸附，且其擬合直線均不經(jīng)過原點，說明內(nèi)擴散不是控制吸附過程的唯一步驟。而在孔道緩慢擴散吸附過程中，吸附速率有所下降，這可能歸因于氟離子進入羥基磷灰石表面后在羥基磷灰石內(nèi)部孔道的緩慢擴散?？梢妭鹘y(tǒng)化學(xué)合成法制備得到的羥基磷灰石在第一階段的速率要高于溶膠-凝膠法制備的羥基磷灰石