磷灰石除氟剂的制备和除氟性能研究
发布时间：2021-10-07 21:37
氟是人体必需的微量元素,如果摄入量太少,易导致蛀牙,但是如果摄入量超越了日常需求值,则会引发地氟病。HA由于其复杂的孔结构和表面化学性质,具有较强的吸附能力,HA的吸氟效率较大,重生容易且不污染环境,是令人满意的饮用水吸氟剂。本课题采用沉淀法获得羟基磷灰石（HA）,通过改变合成温度、钙磷比、陈化时间等制备条件,合成了粉体除氟剂,同时采用FTIR、SEM、XRD、TEM、BET、差热等进行结构分析和性能表征。结果表明:（1）随温度的升高,HA吸氟效率和吸氟容量逐渐降低。（2）随陈化时间从12h增长到32h,HA除氟能力不断增强。（3）Ca/P比为1.40的缺钙型和Ca/P比为2.0缺磷型HA除氟能力下降,正常Ca/P比（1.67）HA的除氟能力更好。（4）掺杂CO32-制备出的粉体较纯HA有更高的除氟效率和更大的吸附容量。同时为改善粉体HA的工业应用缺点,采用造孔剂法把粉状HA制备成多孔的球形颗粒除氟剂,并研究造孔剂的种类、用量和热处理工艺等除氟效果的影响。结论如下:（1）不同种类的造孔剂制备出的多孔陶瓷球颗粒尺寸均匀,碳粉制备出的多孔陶瓷不仅除氟效率最高,而且强度最好。（2）随造孔剂碳...
【文章来源】：景德镇陶瓷大学江西省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
羟基磷灰石晶体结构图
景德镇陶瓷大学硕士学位论文1绪论3灰石生成过程，使用该方法制备往往会存在中间产物等问题，比如pH值、反应温度、压力和其它杂质离子等对产物都有一定的影响[14]。1.2.2羟基磷灰石的结构1.2.2.1羟基磷灰石的晶体结构图1-1羟基磷灰石晶体结构图Fig1.1crystalstructureofhydroxyapatite羟基磷灰石(Hydroxyapatite化学式为Ca10(PO4)6(OH)2，缩写为HA)，每个HA晶胞由10个Ca2+、6个PO43-和2个OH-组成。10个Ca2+分别占有两种位置，其中4个Ca2+在Ca(Ⅰ)处，位于前后两层的6个PO43-四面体内，与这6个PO43-四面体中的9个顶角上的O2-连结，故这4个Ca2+的配位数为9，这样的结构形成了与C轴平行的较大通道；而OH-则与其上下两层的6个Ca(Ⅱ)相连接，此Ca2+的配位数是7[15]。1.2.2.2羟基磷灰石的通道结构图1-2羟基磷灰石通道结构示意图Fig1-2Schematicstructureofhydroxyapatitechannel如图1-2所示，附加阴离子X(F-，Cl-)填补于通道中，且位置在结构通道中的63轴与Ca(2)的m面中间处，X位置可被I-、CO32-、Cl-、OH-、Br-、O2-等离子替代，Hughes[61]等测定了1价离子取代磷灰石的结构，得出：含氟磷灰石的F-处在m晶面的中间
景德镇陶瓷大学硕士学位论文1绪论9（3）F-与HA的OH-产生离子交换。磷灰石去除F-的示意图1-3所示。第一阶段：F-扩散到HA表面第二阶段：F-在HA表面产生静电引力；第三阶段：F-与HA的OH-产生离子交换。图1-3氟离子在磷灰石表面的吸附过程分子模型演示图示Fig.1-3molecularmodeldemonstrationoffluorineadsorptiononapatitesurface1.5多孔羟基磷灰石的制备方法及应用现状多孔陶瓷不仅有多孔材料的巨大比表面积的特点，同时又兼有陶瓷材料物化性质稳固的特点。多孔陶瓷的孔洞丰富，且人们可以改变工艺来把控多孔陶瓷的孔径分布、孔尺寸、孔隙率等内部构造，多孔陶瓷已经发展成倍受欢迎的环保用料[27]。多孔球形HA具备的多孔结构产生巨大的比表面积，内比表面积远远大于外比表面积，从而产生较高的吸附势能，同时
【参考文献】：
期刊论文
[1]多孔羟基磷灰石生物陶瓷的制备及研究进展[J]. 张峻峰,蒋明慧,张顺锋,汪涛. 中国陶瓷. 2017(03)
[2]造孔剂种类及含量对高孔隙率多孔陶瓷性能的影响[J]. 陶艳平,何方,李颖锐,程娟,赵亚庆. 佛山陶瓷. 2015(08)
[3]羟基磷灰石对氟离子的吸收作用[J]. 岳雪涛,孙康宁,冯立明. 人工晶体学报. 2015(04)
[4]球状羟基磷灰石对地下水中氟的去除效能及应用[J]. 刘成,胡伟,李俊林,姜成浩,陈卫. 给水排水. 2013(04)
[5]羟基磷灰石除氟滤料的吸附平衡及动力学[J]. 徐卫华,冯莉,刘腾飞. 环境工程学报. 2012(07)
[6]羟基磷灰石作催化剂和催化剂载体的应用[J]. 张定林,赵华文,赵先英,刘毅敏,陈华,李贤均. 化学进展. 2011(04)
[7]饮用水除氟技术研究进展[J]. 张洪滨,冯莉,戚冬伟. 宿州教育学院学报. 2011(01)
[8]粉末状骨炭用于饮用水除氟的试验研究[J]. 王鼎. 水资源保护. 2008(01)
[9]碳羟磷灰石的制备及其对水中Cu2+的吸附[J]. 唐文清,曾光明,李小明,蓝俊康,陈朝猛,颜环环. 化工环保. 2006(04)
[10]羟基磷灰石的湿法制备及其对Fˉ的吸附特性研究[J]. 彭继荣,李珍,刘明阳,蒋莉. 环境科学与技术. 2005(04)
博士论文
[1]羟基磷灰石复合改性材料的制备及其除氟性能研究[D]. 胡家朋.南昌大学 2016
[2]磷灰石型环境矿物材料的制备与表征[D]. 石和彬.中南大学 2012
[3]磷灰石（AP）的制备及其成分比较晶体化学与吸F～-行为的研究[D]. 黄志良.中南大学 2002
硕士论文
[1]不同钙磷比羟基磷灰石的制备及吸附性能研究[D]. 范海林.沈阳大学 2015
[2]羟基磷灰石的制备及其对铀核素的吸附研究[D]. 李永鹏.西南科技大学 2015
[3]羟基磷灰石粉体及其多孔陶瓷的制备研究[D]. 张宏耀.中国地质大学(北京) 2015
[4]羟基磷灰石的制备与吸附水中氟离子性能研究[D]. 江声.安徽大学 2015
[5]磁性羟基磷灰石的吸附性能研究[D]. 刘梦超.河北大学 2014
[6]纳米磷灰石的制备及其溶解性能和吸附氟行为的研究[D]. 马先慧.济南大学 2013
[7]纳米羟基磷灰石处理含氟废水的研究[D]. 高姗.南京农业大学 2009
[8]改性活性氧化铝除氟吸附剂的制备及其在饮用水处理中的应用研究[D]. 赵莹.山东大学 2007
[9]重金属废水处理剂的研制及应用研究[D]. 钱功明.武汉科技大学 2004
本文编号：3422818
【文章来源】：景德镇陶瓷大学江西省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
羟基磷灰石晶体结构图
景德镇陶瓷大学硕士学位论文1绪论3灰石生成过程，使用该方法制备往往会存在中间产物等问题，比如pH值、反应温度、压力和其它杂质离子等对产物都有一定的影响[14]。1.2.2羟基磷灰石的结构1.2.2.1羟基磷灰石的晶体结构图1-1羟基磷灰石晶体结构图Fig1.1crystalstructureofhydroxyapatite羟基磷灰石(Hydroxyapatite化学式为Ca10(PO4)6(OH)2，缩写为HA)，每个HA晶胞由10个Ca2+、6个PO43-和2个OH-组成。10个Ca2+分别占有两种位置，其中4个Ca2+在Ca(Ⅰ)处，位于前后两层的6个PO43-四面体内，与这6个PO43-四面体中的9个顶角上的O2-连结，故这4个Ca2+的配位数为9，这样的结构形成了与C轴平行的较大通道；而OH-则与其上下两层的6个Ca(Ⅱ)相连接，此Ca2+的配位数是7[15]。1.2.2.2羟基磷灰石的通道结构图1-2羟基磷灰石通道结构示意图Fig1-2Schematicstructureofhydroxyapatitechannel如图1-2所示，附加阴离子X(F-，Cl-)填补于通道中，且位置在结构通道中的63轴与Ca(2)的m面中间处，X位置可被I-、CO32-、Cl-、OH-、Br-、O2-等离子替代，Hughes[61]等测定了1价离子取代磷灰石的结构，得出：含氟磷灰石的F-处在m晶面的中间
景德镇陶瓷大学硕士学位论文1绪论9（3）F-与HA的OH-产生离子交换。磷灰石去除F-的示意图1-3所示。第一阶段：F-扩散到HA表面第二阶段：F-在HA表面产生静电引力；第三阶段：F-与HA的OH-产生离子交换。图1-3氟离子在磷灰石表面的吸附过程分子模型演示图示Fig.1-3molecularmodeldemonstrationoffluorineadsorptiononapatitesurface1.5多孔羟基磷灰石的制备方法及应用现状多孔陶瓷不仅有多孔材料的巨大比表面积的特点，同时又兼有陶瓷材料物化性质稳固的特点。多孔陶瓷的孔洞丰富，且人们可以改变工艺来把控多孔陶瓷的孔径分布、孔尺寸、孔隙率等内部构造，多孔陶瓷已经发展成倍受欢迎的环保用料[27]。多孔球形HA具备的多孔结构产生巨大的比表面积，内比表面积远远大于外比表面积，从而产生较高的吸附势能，同时
【参考文献】：
期刊论文
[1]多孔羟基磷灰石生物陶瓷的制备及研究进展[J]. 张峻峰,蒋明慧,张顺锋,汪涛. 中国陶瓷. 2017(03)
[2]造孔剂种类及含量对高孔隙率多孔陶瓷性能的影响[J]. 陶艳平,何方,李颖锐,程娟,赵亚庆. 佛山陶瓷. 2015(08)
[3]羟基磷灰石对氟离子的吸收作用[J]. 岳雪涛,孙康宁,冯立明. 人工晶体学报. 2015(04)
[4]球状羟基磷灰石对地下水中氟的去除效能及应用[J]. 刘成,胡伟,李俊林,姜成浩,陈卫. 给水排水. 2013(04)
[5]羟基磷灰石除氟滤料的吸附平衡及动力学[J]. 徐卫华,冯莉,刘腾飞. 环境工程学报. 2012(07)
[6]羟基磷灰石作催化剂和催化剂载体的应用[J]. 张定林,赵华文,赵先英,刘毅敏,陈华,李贤均. 化学进展. 2011(04)
[7]饮用水除氟技术研究进展[J]. 张洪滨,冯莉,戚冬伟. 宿州教育学院学报. 2011(01)
[8]粉末状骨炭用于饮用水除氟的试验研究[J]. 王鼎. 水资源保护. 2008(01)
[9]碳羟磷灰石的制备及其对水中Cu2+的吸附[J]. 唐文清,曾光明,李小明,蓝俊康,陈朝猛,颜环环. 化工环保. 2006(04)
[10]羟基磷灰石的湿法制备及其对Fˉ的吸附特性研究[J]. 彭继荣,李珍,刘明阳,蒋莉. 环境科学与技术. 2005(04)
博士论文
[1]羟基磷灰石复合改性材料的制备及其除氟性能研究[D]. 胡家朋.南昌大学 2016
[2]磷灰石型环境矿物材料的制备与表征[D]. 石和彬.中南大学 2012
[3]磷灰石（AP）的制备及其成分比较晶体化学与吸F～-行为的研究[D]. 黄志良.中南大学 2002
硕士论文
[1]不同钙磷比羟基磷灰石的制备及吸附性能研究[D]. 范海林.沈阳大学 2015
[2]羟基磷灰石的制备及其对铀核素的吸附研究[D]. 李永鹏.西南科技大学 2015
[3]羟基磷灰石粉体及其多孔陶瓷的制备研究[D]. 张宏耀.中国地质大学(北京) 2015
[4]羟基磷灰石的制备与吸附水中氟离子性能研究[D]. 江声.安徽大学 2015
[5]磁性羟基磷灰石的吸附性能研究[D]. 刘梦超.河北大学 2014
[6]纳米磷灰石的制备及其溶解性能和吸附氟行为的研究[D]. 马先慧.济南大学 2013
[7]纳米羟基磷灰石处理含氟废水的研究[D]. 高姗.南京农业大学 2009
[8]改性活性氧化铝除氟吸附剂的制备及其在饮用水处理中的应用研究[D]. 赵莹.山东大学 2007
[9]重金属废水处理剂的研制及应用研究[D]. 钱功明.武汉科技大学 2004
本文编号：3422818
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