掺羟基磷灰石牙膏对多种重金属离子吸附作用的研究

发布时间：2017-09-22 06:15

  本文关键词：掺羟基磷灰石牙膏对多种重金属离子吸附作用的研究

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【摘要】：羟基磷灰石(hydroxyapatite, HA)具有良好的吸附性能,可以用于口腔清洁,将其应用于牙膏中能够清新口气、增白牙齿、去除牙菌斑、促进牙齿再矿化,保护牙釉质。本课题组前期实验发现掺HA牙膏抗牙本质过敏的效果良好,对高浓度的铬离子的去除作用比较明显。随着经济的发展,采矿、冶金、制革等工业排放的重金属废水越来越多。来自矿区、工厂、生活区的污水中含有的多种重金属离子,造成了地表、地下水质的污染。HA掺入牙膏对水溶液中其他常见的重金属离子是否具有吸附效果值得研究。 目的 本研究掺HA牙膏对重金属离子的吸附实验分为两个部分：掺HA牙膏对单一重金属离子的吸附和掺HA牙膏对混合重金属离子的吸附。分别考察掺不同粒径HA的牙膏对重金属离子吸附的量效关系,同时研究了掺HA牙膏对重金属离子吸附的稳定性及作用机制。 方法 取体积为50mL离子溶液分为4组,分别加入1.00mL一定浓度牙膏悬液,按牙膏种类分为掺3%80nm HA牙膏、掺3%300nm HA牙膏、掺3%60nmHA牙膏、空白牙膏4组。静置反应1d后取上清液,用电感藕合等离子发射光谱仪(Inductively coupled plasma emission spectrometer, ICP)测定剩余离子的浓度,计算吸附率。使用能谱仪(Energy Disperse Spectroscopy, EDS)检测反应所得沉淀物粉末的元素组成。重复上述方法配置反应体系,静置14d、28d,再次测量残余离子浓度并计算吸附率。 结果 1)掺HA牙膏对单一离子有较强的吸附效果,随着加入牙膏悬液浓度的提高,反应体系中残存Pb2+、Cu2+、Cd2+、Zn2+离子浓度均呈逐渐降低趋势,其中对Pb2+的吸附以掺300nmHA牙膏悬液吸附能力最强,达到92.65mg/g,吸附率超过99.50%；吸附是持续的过程。对Cd2+的去除也以掺300nm HA牙膏悬液吸附能力最强,达11.73mg/g,吸附率89.80%；吸附是一个持续的过程,无解吸附现象。3组掺HA牙膏对Cu2+吸附率无明显区别,但是实验组明显高于空白牙膏组,吸附率超过75%,最大吸附能力达305mg/g；在低浓度时吸附不稳定,出现解吸附现象,高浓度时吸附较稳定。掺300nm HA牙膏组对Zn2+吸附能力为11.65mg/g,吸附率达52.92%；吸附较稳定,无解吸附现象。 (2掺HA牙膏溶液与重金属离子溶液反应后离心沉淀形成的粉末经EDS检测发现粉末,沉淀物中存在相同的重金属元素,进一步证实重金属阳离子溶液中的重金属离子被掺HA牙膏所吸附。 (3)在混合离子溶液中掺HA牙膏对混合离子也有较强的吸附,掺300nm HA牙膏吸附作用最强,对重金属离子的吸附Pb2+Cu2+Cd2+Zn2+,但是掺HA牙膏对混合离子吸附率低于对单一离子的吸附率,提示混合离子间对吸附存在竞争抑制现象。 结论 掺HA牙膏对Cd2+、Zn2+、Pb2+Cu2+离子具有较强的吸附作用,在不同条件下HA粒径不同吸附效果不同。对于低浓度单一重金属离子,以掺300nm HA牙膏吸附作用最好。在混合离子中也是以掺300nm HA牙膏吸附作用最强、最稳定。掺HA牙膏能明显增强牙膏对重金属离子的吸附作用。
【关键词】：重金属离子 吸附剂 羟基磷灰石 牙膏
【学位授予单位】：南方医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R783.1
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-21
• 1 掺羟基磷灰石牙膏的作用10-13
• 2 重金属离子的污染现状13-15
• 3 羟基磷灰石的吸附作用15-16
• 4 本实验的研究意义16-17
• 参考文献17-21
• 第二章 掺羟基磷灰石牙膏对铅离子的吸附21-36
• 1 材料与方法21-24
• 2 结果24-31
• 3 讨论31-33
• 4 小结33-34
• 参考文献34-36
• 第三章 掺羟基磷灰石牙膏对铜离子的吸附36-48
• 1 材料与方法36-37
• 2 结果37-44
• 3 讨论44-45
• 4 小结45-46
• 参考文献46-48
• 第四章 掺羟基磷灰石牙膏对锌离子的吸附48-59
• 1 实验材料及方法48-49
• 2 结果49-56
• 3 讨论56-57
• 4 小结57
• 参考文献57-59
• 第五章 掺羟基磷灰石牙膏对镉离子的吸附59-70
• 1 材料与方法59-60
• 2 结果60-66
• 3 讨论66-67
• 4 小结67
• 参考文献67-70
• 第六章 掺羟基磷灰石牙膏对混合重金属离子的吸附70-84
• 1 材料与方法70-73
• 2 结果73-80
• 3 讨论80-81
• 4 小结81
• 参考文献81-84
• 全文总结84-85
• 在读期间研究成果85-86
• 致谢86-88

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本文编号：899225