纳米羟基磷灰石的制备及其对铅离子的吸附研究

发布时间：2023-04-01 23:18

　　纳米羟基磷灰石(HAP)既是人体和动物骨骼、牙齿的重要组成部分，是一种重要的无机材料，也是用来治理污水和土壤污染的重要的环境功能材料。具有较高比表面积的HAP，是一种去除重金属离子的高效吸附剂，同时又不会过多地引入其他杂质离子，不会对环境产生二次污染。由于HAP特有的结构特性，它在去除重金属离子(特别是铅离子)时很容易发生Ca2+与Pb²⁺的离子交换反应，同时生成稳定性更高的铅羟基磷灰石(PbHAP)。所以，我们可以通过Pb²⁺活化HAP后再去吸附黄原酸盐(黄药)，以期得到一个疏水性的表面，这对于HAP的浮选分离具有十分重要的意义。 众所周知，Cd2+是一种对人体有毒害作用的重金属离子，特别是对人体的骨组织毒害作用较为明显。HAP和CdHAP的溶度积常数对分析其吸附机理具有十分重要的作用。然而镉羟基磷灰石(CdHAP)的溶度积常数(25℃)至今未见报道。所以，我们采用溶解度实验方法，借助于Medusa软件的模拟计算，对HAP和CdHAP的溶度积常数进行测定。 本论文分别采用了溶胶-凝胶法、微波辅助液相沉淀法和水热法成功地合成出HAP、PbHA...

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 实验材料的制备方法
        1.1.1 纳米羟基磷灰石的制备方法
        1.1.2 镉羟基磷灰石的制备方法
        1.1.3 铅羟基磷灰石的制备方法
    1.2 含 Pb²⁺废水的处理技术
        1.2.1 化学沉淀法
        1.2.2 电解法
        1.2.3 高分子重金属离子捕集剂法
        1.2.4 吸附法
        1.2.5 离子交换法
        1.2.6 膜分离法
    1.3 溶度积的测定
        1.3.1 溶度积测定的意义
        1.3.2 溶度积计算软件介绍
    1.4 黄药对铅改性磷灰石的疏水性研究
        1.4.1 矿物浮选机理
        1.4.2 黄原酸盐的性质及应用
    1.5 本课题研究的目的和主要内容
        1.5.1 研究目的
        1.5.2 研究的主要内容
第二章 实验材料的制备与表征
    2.1 引言
    2.2 主要的试剂和仪器
    2.3 实验材料的制备
        2.3.1 纳米羟基磷灰石的制备
        2.3.2 铅羟基磷灰石的制备
        2.3.3 镉羟基磷灰石的制备
    2.4 表征
        2.4.1 HAP 样品的化学组分分析
        2.4.2 XRD 表征
        2.4.3 FTIR 表征
        2.4.4 BET 表征
    2.5 结果与讨论
        2.5.1 HAP 样品的化学组分分析
        2.5.2 样品的 XRD 表征
        2.5.3 样品的 FTIR 表征
        2.5.4 HAP 的 BET 表征
    2.6 本章小结
第三章 HAP 和 CdHAP 的溶解性质
    3.1 引言
    3.2 药品与实验仪器
    3.3 实验方法
        3.3.1 溶液的配制
        3.3.2 样品中镉含量的测定
        3.3.3 实验过程
    3.4 结果与讨论
        3.4.1 HAP 溶解特征
        3.4.2 HAP 的溶度积
        3.4.3 CdHAP 溶解特征
        3.4.4 CdHAP 的溶度积
    3.5 本章小结
第四章 纳米 HAP 对 Pb²⁺的吸附
    4.1 引言
    4.2 药品与实验仪器
    4.3 实验方法
        4.3.1 溶液的配制
        4.3.2 实验中铅含量的测定
        4.3.3 实验方法
        4.3.4 Zeta 电位测定
    4.4 结果与讨论
        4.4.1 时间对吸附效果的影响
        4.4.2 pH 值对吸附效果的影响
        4.4.3 XRD 分析
        4.4.4 Zeta 电位测定
        4.4.5 Pb²⁺初始浓度对吸附效果的影响
    4.5 本章小结
第五章 辛基黄药对铅改性磷灰石的疏水性研究
    5.1 引言
    5.2 主要样品、试剂和仪器
    5.3 实验方法
        5.3.1 Pb-HAP 吸附黄药实验
        5.3.2 Pb-HAP 吸附黄药的原位 ATR-FTIR 实验
        5.3.3 Pb-HAP 吸附黄药的接触角实验
        5.3.4 PbHAP 吸附黄药实验
        5.3.5 PbHAP 吸附黄药的原位 ATR-FTIR 实验
    5.4 结果与讨论
        5.4.1 pH 值对 Pb-HAP 吸附黄药的影响
        5.4.2 黄药初始浓度对吸附的影响
        5.4.3 Pb-HAP 吸附黄药的原位 ATR-FTIR 实验
        5.4.4 接触角实验
        5.4.5 黄药初始浓度对 PbHAP 吸附黄药的影响
        5.4.6 PbHAP 吸附黄药的原位 ATR-FTIR 实验
        5.4.7 Pb-HAP 与 PbHAP 对黄药的吸附行为对比
    5.5 本章小结
第六章 结论
参考文献
致谢
附录



本文编号：3778055