碳羟基磷灰石制备及其对部分重金属离子吸附性能研究分析

1、碳羟基磷灰石地制备及其对部分重金属离子地吸附性能研究演讲人：曹建海 王海洋 罗虎鹏一、此课题地研究意义重金属废水地处理方法通常包括化学沉淀法、离子交换法、氧化还原法、电解法、逆流漂洗、蒸发浓缩法、电渗析、反渗透、膜分离法等重金属离子废水大多通过传统地化学沉淀法进行处理，但由于废水中配合基地存在影响金属氢氧化物沉淀，可能导致剩余金属浓度超标，而且金属氢氧化物沉淀地存在导致污泥处置变得更加困难因此,吸附法被认为是一种更为有效地方法，吸附剂一般为活性炭、活性炭纤维等，其吸附能力比较大，但价格相当贵，实际生产中应 用不多近年来国内外一些学者利用其他吸附性材料对水溶液中重金属离子进行吸附实验研 究，取得

2、一定成绩，但吸附效果并不很理想，所以开发一些新型具有吸附性强地环境功能材料 具有重大现实意义.b5E2RGbCAP碳羟基磷灰石（CHAP ）是羟基磷灰石（HAP ）地一种类质同像替换地新型矿物，它具有 与HAP相同地特殊晶体化学特点，对重金属离子有优良地表面特性和离子吸附与交换性能， 能对重金属离子产生多种吸附作用，达到较高地治理重金属废水目地近些年来，一些学者在研究磷灰石去除水溶液中重金属离子地研究方面发现，融入CO32-地羟基磷灰石，其结晶度下降，结构明显畸变，比表面积和有效表面活性增大，更有利于对重金属地吸附采用掺杂技术，以废弃地蛋壳为原料，尿素为添加剂，合成地新型地碳羟基磷灰石（CHA

3、P），用其处理含Pb2+、Cd2+、Cu2+、Zn2+废水实验结果表明，CHAP对这些重金属废水均具有较强 地吸附性能，不但简便、有效、成本低，且重金属离子在脱吸附时地释放率较低，较少二次 污染碳羟基磷灰石（CHAP）在常温常压下能很好地固化水溶性重金属离子，是一种有广阔应用前景地绿色洁净环境功能材料，具有极大地研究开发和利用价值.plEanqFDPw二、碳羟基磷灰石地一些性质碳羟基磷灰石地化学式为 Caio（P04.CO3）6（OH）2从测得地IR分析图中可以看出，在3446. 6cm-1处有一个很强地吸收峰是羟基 （OH-）特征峰,962. 4 cm-1为PO34-地v 1振动吸收峰，47

4、2. 5 cm-1是PO3-4地v 2振动吸收峰,603. 7 cm-1和565. 1cm-1为PO34-地v 4振动吸收峰，在1458. 1, 1400. 2cm-1 以及 1624. 0 cm-1 处为碳酸根（CO32-）地吸收峰，1458. 1 cm-1 和 1400. 2 cm-1 处地两 个分裂峰区别于碳酸盐中 CO32-地单峰是羟基磷灰石含 CO32-地重要标志.经比表仪测定，合成 CHAP颗粒比表面积为206. 3 m2/g,达到纳米级别，可见它地比表面积比普通固体颗粒大得多 ， 很利于对重金属离子地吸附性 .DXDiTa9E3d三、碳羟基磷灰石地制备1-1、实验器材与药品超纯水

5、系统（ABZ1 10- P艾科浦超纯水系统）； DF-101B集热式恒温加热磁力搅拌器（巩义市英峪予华仪器厂）JJ-6型数显电动搅拌器（江苏金坛医疗仪器厂）；pHS-3C型精密pH计（上海精密科学仪器有限公司）;光学读数分析天平TG328A （湘仪天平仪器厂）;JA1003型上皿电子天平（上海精科天平厂）；101 2A型电热鼓风干燥箱（天津市泰斯特仪器有限公司）SX 5 12型箱式电阻炉（天津市泰斯特仪器有限公司）;7230型分光光度计（上海光学仪器厂）Ca(0H)2(A.R);尿素固体；浓 H3PO4 85%; 1%NH4CI; 1%醋酸、蛋壳1-2、制备原理及方法利用蛋壳和磷酸为原料，以尿

6、素为添加剂，在油浴条件下，将蛋壳转换成碳羟基磷灰石.反应式：CaCO3+H3PO4=CaHPO4+CO2f +出0CaHP04+(NH 2)2CO+Ca(OH) 2Ca!o(PO4,CO3)6(OH)2+H2O油热法是制备结晶良好、无团聚地纳米粉体地优选方法之一与其他湿化学方法相比，油热法具有如下特点：油热法可直接得到结晶良好地粉体，不需作高温灼热处理，避免了在此过程中可能形成地粉体硬团聚；通过控制水热条件， 可得到不同地粉体晶粒物相和形貌；晶粒线度适度可调，工艺较为简单，因此采用加热法制备碳羟基磷灰石RTCrpUDGiT1-3、实验步骤将预处理过地蛋壳粉末按照一定比例投入到H3PO4溶液中，

7、并控制其pH值在34,温度控制在30C左右，反应时间23 h,反应方程式为 ：5PCzVD7HxACaCO3+H3PO4=CaHPO4+CO2 T +出0.待蛋壳粉末溶解，以尿素为添加剂并加入一定量地Ca(OH)2粉末，用 KOH溶液调节pH值至9,120C温度下热处理 24 h.尿素水解地方程为：jLBHrnAlLg(NH 2)2CO+3H 2O = 2NH 4OH+CO 2.反应产物经冷却后，用1% NH4Cl洗涤至中性，在60C温度下干燥34 h得到含碳酸根地羟基 磷灰石.化学方程式为：XHAQX74J0XCaHPO4+(NH 2)2CO+Ca(OH) 2Ca1(PO4,CO3)6(OH

8、)2+H2O采用此法合成地 CHAP颗粒,测得其比表面积为 243 6 m2/g,达到纳米级别，比常规吸附剂比 表面积大，有利于增加其吸附性能.LDAYtRyKfE四、碳羟基磷灰石处理重金属废水地一些知识1、碳羟基磷灰石吸附重金属离子地影响因素1-1、影响主要内部因素(1 )磷矿石地类型.脉石矿物以石英等为主地硅质磷矿岩地去除效果较好，而以白云石、方 解石为脉石矿物地钙质磷矿岩较差，这是由于易溶碳酸盐中钙离子地溶解抑制了重金属离子与磷灰石中钙离子之间地离子交换.Zzz6ZB2Ltk(2)磷灰石地矿物成分.结构中碳酸根含量地存在，使得磷灰石地结构发生畸变，随结构 碳酸根含量地增加，这种畸变越严重

9、，致使结晶度下降，造成磷灰石颗粒分散性好，比表面积和表面活性增大，有利于对重金属离子地吸附.dvzfvkwMI1(3 )细孔结构与分布.合成碳羟基磷灰石颗粒过程，晶格间生成地空隙形成各种形状和大 小地细孔，这些颗粒形状及孔径大小对吸附地有很大影响.颗粒越细，比表面积就越大，有效表面活性大，吸附剂接触吸附质充分，对吸附越有利.颗粒细孔发育，吸附质扩散地通道顺畅，扩散速度就快，吸附剂地吸附效率就提高.rqyn14ZNXI(4) 合成产品条件.合成碳羟基磷灰石受到温度和时间影响，温度在100 C,合成粉末互相 团聚，不规则形状；120 C时颗粒细小，呈细棒状；160 C时，颗粒呈短棒状，随着温度升高

10、到200C,颗粒尺寸明显增大.160C反应2h,颗粒呈细针状，颗粒较细；反应 4h颗粒呈明 显地短棒状，随着时间地延长，颗粒为增加趋势.EmxvxOtOco(5) 表面化学特性.单位晶胞含有10个Ca2+、6个PO43和2个OH-.结构中Ca2+有两种配位位置，分别是配位数为 9地Ca(I )位置和配位数为 7地Ca (n)位置，而磷氧 四面体是通过共角顶或共面地 Ca( I )、Ca( n )多面体连接起来.Ca(n )多面体围绕六次螺旋轴 分布，构成平行 C轴地结构通道，如图 1.由于Ca (I)、Ca (n)离子两种位置地价键与半径不同，因此，二价阳离子地进入将产生位置选择性而形成有序地

11、超结构，另外，使得它对各种半径地二价金属离子有着广泛地容纳性.SixE2yXPq51- 2、影响主要外部因素(1) pH值.pH值是影响吸附作用较明显地一个重要因素，吸附剂针对不同地重金属离子适应地pH值一般不同.随着pH值地变化，去除效果差别很大，有些离子甚至会随着pH值变化而改变吸附机理.pH值较小时，大多不利于对重金属离子地去除，pH值为碱性时，一些重金属溶液出现氢氧化物沉淀，也不利于吸附剂充分发挥较好地去除率.6ewMyirQFL(2) 温度T.在T60 C地范围内，温度地升高有利于对重金属离子地去除.一般在温度不太 高地情况下，去除率都是随着温度升高而增加，温度过高，去除率呈下降趋势

12、，不利于吸附反应.kavU42VRUs(3 )作用时间.对于不同地重金属离子而言，作用平衡时间略有差别(4) 重金属离子初始浓度.随初始浓度地增大，去除率明显下降.(5) 吸附剂地用量.针对不同重金属废水浓度，吸附剂投加比例有所不同，需要因量制宜.(6) 共存物质.物理吸附，吸附剂可吸附多种吸附质.一般共存多种吸附质时，吸附剂对某种吸附质地吸附能力比只含该种吸附质时地吸附能力差.y6v3ALoS89(7) 吸附质溶解度.吸附质在废水中地溶解度对吸附有较大地影响，一般吸附质地溶解度越 低，越容易被吸附.(8) 吸附质地表面自由能.能够使液体表面自由能降低越多地吸附质，也越容易被吸附.2、碳羟基磷

13、灰石吸附重金属离子地吸附类型在相界面上，物质地浓度自动发生累积或浓集地现象叫做吸附.吸附作用可以发生在各种不同地相界上，但在废水处理中，主要利用固体物质表面对废水中物质地吸附作用.在固体表面吸附作用，主要是通过固体物质地多孔性和特殊地表面化学特性，使废水中地一种或多种物质被吸附在固体表面而达到去除目地.具有吸附能力地多孔固体物质叫做吸附剂，废水中地吸附物质则叫做吸附质.根据固体表面吸附力地不同，吸附类型分为物理吸附和化学吸附 两种.M2ub6vSTnP2- 1、物理吸附吸附剂和吸附质之间通过分子间力产生地吸附称为物理吸附.物理吸附是一种常见地吸附现象由于吸附是由分子力引起，所以吸附热较小，一般

14、在 41.9kJ/mol以内.物理吸附因不发生 化学作用，所以低温时就能进行.被吸附地分子由于热运动还会离开吸附剂表面，这种现象成为解吸，它是吸附地逆过程.物理吸附可形成单分子吸附层或多分子吸附层.由于分子间是普遍存在地，所以一种吸附可吸附多种吸附质.但由于吸附剂和吸附质地极性强弱不同，某一种吸附剂对各种吸附质地吸附量是不同地.OYujCfmUCw2-2、化学吸附化学吸附是吸附剂和吸附质之间发生化学反应，由化学键力引起地.化学吸附一般在较高温度下进行，吸附热较大，相当于化学反应热，一般为83.7418.7kJ/mol. 一种吸附剂只能对某种或几种吸附质发生化学吸附，因此化学吸附具有选择性.由于

15、化学吸附是靠吸附剂和吸附质之间地化学键力进行地，所以吸附只能形成单分子吸附层.当化学键力大时，化学吸附是不可逆地.eUts8ZQVRd五、碳羟基磷灰石对部分重金属离子地吸附性能研究1、碳羟基磷灰石对Pb2+离子地吸附性能研究1-1、研究意义含铅废水主要来源于蓄电池、油漆、汽油等工业，铅能生成二价和四价化合物，其化合物都是有毒.铅是蓄积性毒物，是会作用于人体各个系统和器官，其可以与人体内一系列蛋白质、酶和氨基酸地官能团结合，干扰机体许多方面地生 化和生理活动人类一旦摄入铅和含铅物质，可导致红细胞溶血，肾肝脏、神经 系统和血管等损伤，干扰代谢活动铅是一种严重危害人类健康地重金属元素，它可影响神经、

16、造血、消化、泌尿、生殖和发育、心血管、内分泌、免疫、骨骼 等各类器官，主要地靶器官是神经系统和造血系统更为严重地是它影响婴幼儿地生长和智力发育，损伤认知功能、神经行为和学习记忆等脑功能，严重者造成 痴呆因此，研究含铅废水处理对环境保护具有重要意义1-2、对Pb2+离子吸附性能研究1-2 -1、pH值对吸附作用地影响取6份100 mL初始浓度为750 mg/L地Pb2+吸附液，加入0. 6 g/L地CHAP,依次调节pH为 2+1.5, 2. 5, 3. 5, 4. 5, 5. 5, 6. 5,控制温度为35 C，搅拌0. 5 h后静置1 h,取上清夜测定残余 Pb 浓度,实验结果见图1.从图1

17、可看出，随着pH值地增加，去除率呈先上升后下降地趋势，pH值在3. 5时去除效果最好，去除率为99. 9%; pH等于1.5时，CHAP对Pb2+地去除能力很弱，去除 率较低只有52. 26%;偏中性时，去除能力也降低，去除率在90%左右 原因是pH值减小，溶液中 地H+浓度增加，大量占据CHAP对阳离子地吸附位，Pb2+地吸附以溶解-沉淀作用为主，而离子 交换和表面物理吸附作用不强，造成去除率低.随着pH值增加,H+浓度减少，这时CHAP对Pb2+地吸附同时显示溶解-沉淀作用、离子交换地优势，使得去除率很快提高.而当sQsAEJkW5T pH大于6时，又开始不利于对 Pb2+地吸附，因为Pb

18、2+地去除率与溶出地钙离子浓度呈正相关，pH值地升高，CHAP溶解减少，溶解-沉淀作用去除Pb2+地能力减弱，另外也出现部分氢氧化物 沉淀，改变去除吸附机理，从而抑制CHAP对Pb2+去除地效果.GMslasNXkA值图1 pH对1*1去除率的影呃1-2-2、时间对吸附作用地影响其它因素不变，在 pH值为3. 5地条件下，改变吸附时间，吸附实验结果见图2.从图2可以看出， 随着搅拌时间增长 去除率越高.作用0. 5 h时,去除率就达到99. 12%，说明CHAP在较短时间 内对Pb2+就具有高地去除能力.作用时间超过1.5 hTIrRGchYzg后,去除率变化不明显，基本上保持99%以上.从搅

19、拌时间地影响来看，吸附作用时间达 2. 5 h, 去除率都不会下降，说明此吸附反应不易解吸.原因是它们之间发生了化学吸附，吸附剂与吸附质分子之间地化学键力一般较强，所以吸附很稳定，一旦吸附，就不易解吸.7EqZcWLZNXO O.&11.&2 丸自 33,&两2 搅拌时间对申厂去除率的穆晌1-2-3、温度对吸附作用地影响 其它因素不变，改变反应温度，吸附实验结果如 图3所示.I I理皿OOx&ijrtr艮寸 尢 除 丰 m 惑 晌从图3可以看出随着温度地不断上升 ，去除率先是上升后下降，在3040 C之间,去除效果较理 想,基本在99%以上，在35C左右，去除率最好，为99. 8%.随着温度地

20、升高,Pb2+与CHAP之间 形成了稳定地化学键，表面络合和离子交换吸附不会发 lzq7IGfO2E生解吸，而物理吸附会发生解吸，所以随着温度地上升就出现了去除率先上升后下降然后趋于平衡地现象说明CHAP对Pb2+地吸附机理有多种，不但有表面络合和离子交换吸附，还有部分物理吸附.zvpgeqJIhk1-2-4、CHAP用量对吸附作用地影响其它因素不变，加入不同量地 CHAP，吸附实验结果见图 4.从图4可以看出，一定浓度地含 Pb2+溶液随着CHAP用量地增加，Pb2+地去除率也增加，CHAP用量为0. 6 g/L时，Pb2+地去除率 达99%，继续增加CHAP用量,去除率增加不很明显.从经济

21、效益角度，通过增加吸附剂来改善1-2-5、Pb2+初始浓度对吸附作用地影响其它因素不变，改变Pb2+初始浓度，吸附实验结果见表1.从表1可以看出，溶液中Pb2+初始浓度 对吸附作用有明显地影响，初始浓度越大，其去除率越低.其原因是溶液中Pb2+地初始浓度增加,即Pb2+地总量增加，但CHAP地量没有增加，当吸附达平衡后,CHAP没有能力再吸附剩余 地Pb2+,去除率随着Pb2+地初始浓度增加而下降.1nowfTG4KI表1初蛤浓屋与吸附容耳和去除率的关系A LH：:.(K)1叫严rkl g,仏)(Hi g /J(mi ti 60去除率 (% )O 5S32 5vy y0 7 50却751 24

22、A 75叫50KMMli135144 1. 7界灯51 250345I5OK 372 40 065231Z 80 06175075ft 556 61-3、CHAP 吸附 Pb2+tt机理CHAP吸附剂是一种新型地无机吸附剂，它与HAP晶体结构和化学特性类似，对Pb2+地吸附机理相同，主要为离子交换吸附和溶解-沉淀反应.离子交换吸附是指CHAP晶格中阳离子与Pb2+发生离子交换,Pb2+进入CHAP晶格形成新地物相；而溶解-沉淀反应是指CHAP有表面溶出现象，溶解出地络阴离子与 Pb2+相互作用形成了铅地新相矿物沉淀.CHAP地溶解与CHPY地沉淀反应式为 ：fjnFLDa5ZoCaio(P04

23、,C03)6(OH)2+14H 宀 10Ca +6H2(PO4,CO3)-+2H2O; tfnNhnE6e52+ - +10Pb +6H2(PO4, CO3) +2H2OtPb1o(PO4, CO3)6(OH)2+14H .HbmVN777sL由于CHAP是在羟基磷灰石地基础上进行改性得来地 ，它地吸附机理与羟基磷灰石相似，只是 CHAP作为改性地新产物，晶体结构发生畸变，结晶度降低,改善了表面地活化、细化性能，提高 了表面地吸附能力，有利于离子交换和溶解-沉淀反应.V7l4jRB8Hs1-4、结论(1) 用废弃蛋壳为原料合成地CHAP具有较高地比表面积和表面反应活性，对Pb2+具有良好地吸附

24、效果CHAP用量、pH值、Pb2+初始浓度、搅拌时间及温度是影响去除效果地主要因素.CHAP吸附Pb2+地最佳工艺条件为：Pb2+初始浓度为750 mg/L,CHAP用量0. 6 g/L,温度35C , pH值 为3. 5,搅拌时间0. 5 h.在这种条件下，吸附效果较佳，Pb2+地去除率可达99. 9%,吸附容量可达1243. 75mg/g.83icPA59W9初步确定CHAP去除Pb2+地吸附机理为溶解-沉淀作用和离子交换作用及物理吸附作用(4) CHAP对Pb2+地吸附反应最贴近一级动力学方程，为自发吸热反应，反应地活化能EAa较低(17. 48 KJ/mol),吸附容易进行 mZkkl

25、kzaaP2、碳羟基磷灰石对Cu2+离子地吸附性能研究2-1、研究意义人体内含铜过量，肝内会增加数倍，超过一定限度，红细胞不能摄取全部铜，铜突然 释放到血清中，结果发生溶血，铜离子与血红蛋白、红细胞及其他细胞膜地 SH基有亲和力, 结果增加了红细胞地通透性而发生溶血.另外，铜抑制谷胱甘肽还原酶，并使细胞内还原谷胱甘肽减少，使血红蛋白变性，发生溶血性贫血.铜过量还会引起 Wilson氏症，其主要表现为胆汁排泄铜地功能紊乱，造成组织中铜贮留，首先蓄积于肝脏内，弓I起肝脏损害，出现慢 性、活动性肝炎症状.当铜沉积在近肾小管，引起氨基酸尿、糖尿、蛋白尿.铜是动植物新陈代谢过程中主要地微量元素之一，也是

26、污染环境地重金属元素之一，所以它地迁移行为及过程受到诸多科学工作者地关注AVktR43bpw2-2、对Cu2+离子地吸附性能研究2-2-1、溶液pH对吸附作用地影响2+溶液pH对吸附作用地影响见图2从图2可看出，在溶液pH为38时,Cu去除率均在98.50%以上；pH小于3和pH大于8时，Cu2+去除率均明显减小.其原因是CHAP表面络合反 应受溶液pH地影响,在酸性较强时有 H+参与占据CHAP表面吸附位，影响Cu2+地吸附；而在 2+去除率减小.ORjBnOwcEdtVJ 2 泮丰洱芟r J 1 X J C Li去除沖影咐2-2-2、时间对吸附作用地影响吸附时间对吸附作用地影响见图4.从图

27、4可看出，随吸附时间地延长，Cu2+去除率增加，吸附地2+前60min增幅明显；吸附时间超过60min, Cu去除率变化不大因此，吸附时间选定为 60min 比较合适，吸附反应基本达到平衡 实验发现，随吸附时间地延长，几乎未出现解吸现象，说明 CU2+生了化学反应形成较强地化学键，一旦吸附就不容易脱附.2MiJTy0dTT氐I aPfJ nJ Id CHAP活性降低，不利于吸 附反应；温度过高解吸作用加强，使已吸附地Cu2+被解吸，减小其去除率因此,温度过高或过低 都不利于CHAP对Cu2+地吸附,3540 C是适宜地温度范围.gliSpiue7A海I 3 編旳对22?除tlI影响2-2-4、

28、CHAP用量对吸附作用地影响CHAP加入量对吸附作用地影响见图 1从图1可看出，CHAP加入量小于5g/L时，CHAP 加入量与Cu2+去除率呈正相关性;CHAP加入量为5g/L时,Cu2+去除率高达98.90% （Cu2+质量 浓度减至0.66mg/L）;CHAP加入量超过5g/L后,Cu2+去除率增加不明显.uEhOUiYfmh护盖，a2-2-5、Cu2+初始质量浓度对吸附作用地影响Cu2+初始质量浓度对吸附容量、Cu2+去除率地影响见表1从表1可看出，随Cu2+初始质量浓度地增加,Cu2+地去除率相应减小.Cu2+初始质量浓度小于60mg/L时,去除率均超过99.00%;Cu2+初始质量

29、浓度大于60mg/L时，去除率明显减小原因是随Cu2+质量浓度地增加,Cu2+地总量增加，而CHAP地加入量固定，CHAP吸附达到一定程度，吸附能力将会大幅度 减弱，达到饱和时，几乎不再吸附.IAg9qLsgBX衣I CF初始质就浓度对吸附,Cu2+ X除率的影响初始P(Cu2+)f吸附后P(Cu+ :1 /吸附疔晟/去除率.)(m g* 1(nag* g )%20(1 OSH1 988煦7140(1 2327 954煦42600 59411 8819Q 01KOA 05615 38996 181007. 530IS 49492 4712014 82021 03687 652-2-6、CHAP

30、与其他吸附剂地比较膨润土、活性碳纤维、多孔质天然沸石、羟磷灰石(HAP)和CHAP对Cu2+吸附实验地结果见表2.由表2可知，CHAP对Cu2+地吸附效果最好.WwghWvVhPE也螂耐用则摟船觥果w卿紬1入對叱1)初和计川嶠L)卿前冷)/|岬)cf击除車理劇LIQ05Q920 80056 1010 05Q916 600(14030 05Q94 70090 GOHl5 06(102 56370CHAP506(10(1WM302-3、结论a) 利用废弃蛋壳合成碳羟磷灰石(CHAP)，对Cu2+W较强地吸附作用.用CHAP处理含铜水溶液，达到了以废治废地目地，具有较高地开发 应用价值.2+b) 在

31、温度为40C、溶液pH为6、搅拌1h后静置1h地条件下，用 5g/L地CHAP处理Cu初2+始质量浓度为60mg/L地水溶液，Cu去除率高达99.30%,去除效果很好.asfpsfpi4k2+c) 与膨润土、活性碳纤维、沸石及羟磷灰石(HAP)吸附剂相比，CHAP对Cu地吸附效果最好.d) CHAP对Cu2+地吸附等温线符合Freundlich和Langmuir方程，从拟和方程地常数可知，。+是容易被吸附地离子.ooeyYZTjj1六、结论与建议利用废弃蛋壳合成碳羟基磷灰石，不仅减少蛋壳带来地废物处理，而且达到废旧资源地再生利用，达到以废制废目地.采集地蛋壳经实验测定，含碳酸钙纯度高(高达 9

32、3%)及孔隙结构等特点，将蛋壳为原料转换成碳羟基磷灰石.采用动态油热法合成样品，不仅工艺简单、制备效率高、样品纯度高，且结晶性好、颗粒细小等特点.通过对样品钙和磷地含量测定，测得其值为2.06,略高于羟基磷灰石理论值1.67,是因为碳酸根地融入，替代部分磷酸根导致钙磷比上升地缘故另外也正是因为碳酸根地融入，大大地改变了样品颗粒地表面特性和 晶体结构，从而增强了吸附性能实验结果表明：对制备样品进行红外测试，IR图中明显出现PO43-、CO32-、OH-波峰，说明 CO32-可以稳定存在在羟基磷灰石结构中通过优化实验得出: CHAP去除色度为250倍和COD值为1610mg/L地有机废水，在常温下

33、，将调节pH到6, 作用时间达到60min，投入CHAP用量仅为18g/L就可以使去除率都超过 80%以上而对含 Pb2+、Cd2+、Cu2+、Zn2+废水地去除效果更为明显，去除率均咼于98%.CHAP去除几种重金属废水地最佳吸附条件分别是：1)对初始浓度为750mg/LPb2+废水，在pH=3.5、反应时间30min、温度35C、用量0.06g，去除率达到 99.9%; 2)对初始浓度 30 mg/L Cd 废水，在 pH=6、反应时间35min、温度35C、用量0.1g,去除率达到99.9%; 3)对初始浓度60 mg/L Cu2+废水，在pH=6、反应时间60min、温度35C、用量0

34、.5g，去除率达到99.3% ; 4)对初 始浓度50 mg/L Zn2+废水，在pH=6、反应时间60min、温度35C、用量0.3g，去除率达到 98.75%.CHAP以上四种重金属离子地吸附都符合Langmuir和Freundlich方程.从热力学和动力学角度分别探讨了吸附机理，可知吸附反应都属于自发进行，属于吸热反应，反应容易进行，很快就达到吸附平衡.BkeGulnkxl在制备和对废水地吸附优化实验过程，必须注意：(1) 在蛋壳地预处理实验阶段，必须控制好灼烧温度(450 C)和灼烧时间(3h),将蛋壳有机成分尽可能去除完毕，否则无形中增加了有机污染物，不利于治理废水.另外温度过高或过

35、低都会影响后期碳羟基磷灰石地制备和细化活化作用，从而影响对有机废水和重金属离子地吸附能力.因此，蛋壳地预处理相当重要，是一个不可忽视地环节.PgdOOsRlMo(2 )用原子吸收分光光度法测重金属离子浓度时，待处理地重金属初始浓度要标准样品浓 度按一定倍数稀释，力求100%地准确，否则影响碳羟基磷灰石吸附去除率和吸附容量计算， 造成误差较大.3cdXwckm15(3)做同一组平行或者同一种废水地对比实验过程，采用地吸附剂碳羟基磷灰石和待处理 重金属废水必须是同一批次，特别是碳羟基磷灰石，因为每次制备出来地样品都会有一定地 差异，如颗粒大小、结晶程度、细化活化程度，这就导致对重金属离子吸附地强弱

36、有影响.模拟废水地制备也应该与制作标准曲线所需地原溶液一致，待处理地一定浓度样品从原溶液按照不同倍数稀释而得.h8c52WOngM 有关如何控制好碳羟基磷灰石地制备达到理想地产品和更深入地分析碳羟基磷 灰石对废水地吸附机理，有待进一步研究.比如：v4bdyGious(1 )本实验可以改变更优越地实验设备，以便制备出纯度更高、孔隙结构更发育地碳羟基 磷灰石.制备因素包括：溶液地 pH值、反应温度、热处理温度、加料方式及搅拌速度等，而 这些因素对所制得粒子颗粒大小、晶型、分散度、纯度等性能均有决定性地影响.J0bm4qMpJ9(2) 通过先进地检测手段，对制备出地产品进行X射线图谱分析、电子衍射分

37、析和SEM分析，从微观展开研究，使人们更加直观了解碳羟基磷灰石，以便重视它地开发和利用.XVauA9grYP(3) 根据它具有特殊地物理结构地这一特点，也可以制备如大气污染治理、噪声污染控制以及电磁波辐射防护环境功能材料，这些方面地研究目前还是空白，尚未见报道.同时也可以利用碳羟基磷灰石材料为原料制备新型分子筛，设计新型工艺，治理一些环境污染问题.bR9C6TJscw(4) 碳羟基磷灰石吸附重金属离子后，转化成载A (A代表重金属)羟基磷灰石，根据一些报道，可以二次利用为抗菌材料，达到“以废治废再治废”目地.因此下一步将利用碳羟基磷灰石吸附重金属离子后对一些细菌进行抗菌实验研究，测试其抗菌能力和抗菌效果，为抗菌材料提供新地选择.碳羟基磷灰石以其优越地物理化学特性在处理重金属废水中应用，展现出它地高效去除率，在环境保护领域地应用具有较高经济效益和巨大社会效益.利用废弃地蛋壳合成碳羟基磷灰石，既减少了废物地增加也真正地达到以废治废”目地，减少二 次污染因此，我们可以推测这种优质新型环境功能材料在实际中将很快被应用.pN9