軟模板法合成羥基磷灰石及其吸附性能研究.pdf

1、納米羥基磷灰石由于具有特殊的晶體結(jié)構(gòu)和天然的孔道結(jié)構(gòu)形成的微孔，具有良好的表面吸附性、離子交換性及熱穩(wěn)定性，成為近年來研究較多的新型的環(huán)境功能材料，并廣泛應用于污染廢水中重金屬離子的去除。
　　表面活性劑作為模板劑在制備納米材料過程中起到結(jié)構(gòu)導向作用，對納米材料的孔形、孔徑及顆粒形貌等有重要影響。本論文通過改變模板劑種類、濃度、反應溫度等因素來調(diào)控HA的形貌及孔結(jié)構(gòu)，提高納米HA的孔體積和比表面積。采用差熱-熱重分析(TG-DSC

2、)、X射線衍射(XRD)、傅里葉轉(zhuǎn)換紅外光譜(FTIR)、掃描電鏡(SEM)、N2吸附-脫附(BET)等分析手段研究了HA的顯微組織結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明:采用陽離子表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)為模板，制備的樣品的形貌與pH值有較大影響，而受反應溫度、模板劑的添加量的影響較小。在pH=9-11時，得到棒狀HA，測得比表面積為24.78m2/g;而在pH=13時，形貌為球狀，且樣品為純HA，測的比表面積為28.73m2/g;采用陰離

3、子表面活性劑十二烷基硫酸鈉(SDS)為模板，添加1g、2g、5gSDS制得粉體形貌為片狀，測得比表面積分別為39m2/g、39.6m2/g、54.87m2/g，說明采用SDS為模板制得的樣品的比表面積較大。
　　本研究中以Cu(NO3)2溶液為模擬廢水，分別考察了兩種不同類型羥基磷灰石對銅離子吸附能力。吸附結(jié)果表明:兩種不同形貌的HA對Cu2+都具有較高的吸附性能。羥基磷灰石的吸附容量隨著重金屬離子的初始濃度的增大而增大，而去除率

4、則呈相反的趨勢;兩種HA都具有快速去除能力，在吸附前15min，其去除率基本達到吸附平衡;Cu+的去除率隨著溫度的升高而降低;隨Cu2+溶液的pH值增大，Cu2+去除率增大。在相同條件下比較了兩種羥基磷灰石對Cu+吸附能力的強弱，結(jié)果表明片狀羥基磷灰石對Cu+的吸附能力大于棒狀羥基磷灰石對Cu2+的吸附能力，并且HA的去除率及吸附容量隨著比表面積的增大而增大，說明比表面積是影響吸附量的重要因素之一。
　　采用Langmuir方程、

5、Freundlich方程分別對兩種HA的吸附等溫線進行了擬合。擬合結(jié)果表明:棒狀羥基磷灰石對Cu2+的吸附符合Freundlich吸附方程，而片狀羥基磷灰石對Cu2+的吸附符合則很好的吻合Langmuir吸附方程;表明兩種不同形貌的HA對Cu2+離子有較強的吸附能力，Cu2+離子為易吸附離子。
　　采用準一級動力學、準二級動力學、Elovich模型、離子內(nèi)擴散四種動力學模型分別對制備的兩種不同形貌的HA的吸附結(jié)果進行了擬合。結(jié)果表