摻羥基磷灰石牙膏對多種重金屬離子吸附作用的研究.pdf

1、羥基磷灰石(hydroxyapatite，HA)具有良好的吸附性能，可以用于口腔清潔，將其應用于牙膏中能夠清新口氣、增白牙齒、去除牙菌斑、促進牙齒再礦化，保護牙釉質。本課題組前期實驗發(fā)現(xiàn)摻HA牙膏抗牙本質過敏的效果良好，對高濃度的鉻離子的去除作用比較明顯。隨著經濟的發(fā)展，采礦、冶金、制革等工業(yè)排放的重金屬廢水越來越多。來自礦區(qū)、工廠、生活區(qū)的污水中含有的多種重金屬離子，造成了地表、地下水質的污染。HA摻入牙膏對水溶液中其他常見的重金屬離

2、子是否具有吸附效果值得研究。
　　 目的：
　　 本研究摻HA牙膏對重金屬離子的吸附實驗分為兩個部分:摻HA牙膏對單一重金屬離子的吸附和摻HA牙膏對混合重金屬離子的吸附。分別考察摻不同粒徑HA的牙膏對重金屬離子吸附的量效關系，同時研究了摻HA牙膏對重金屬離子吸附的穩(wěn)定性及作用機制。
　　 方法：
　　 取體積為50 mL離子溶液分為4組，分別加入1.00 mL一定濃度牙膏懸液，按牙膏種類分為摻3％80 n

3、m HA牙膏、摻3％300 nm HA牙膏、摻3％600 nm HA牙膏、空白牙膏4組。靜置反應1d后取上清液，用電感藕合等離子發(fā)射光譜儀(Inductively coupled plasma emission spectrometer，ICP)測定剩余離子的濃度，計算吸附率。使用能譜儀(Energy Disperse Spectroscopy, EDS)檢測反應所得沉淀物粉末的元素組成。重復上述方法配置反應體系，靜置14d、28 d，

4、再次測量殘余離子濃度并計算吸附率。
　　 結果：
　　 〈1〉摻HA牙膏對單一離子有較強的吸附效果，隨著加入牙膏懸液濃度的提高，反應體系中殘存Pb2+、Cu2+、Cd2+、Zn2+離子濃度均呈逐漸降低趨勢，其中對Pb2+的吸附以摻300 nm HA牙膏懸液吸附能力最強，達到92.65 mg/g，吸附率超過99.50％;吸附是持續(xù)的過程。對Cd2+的去除也以摻300 nm HA牙膏懸液吸附能力最強，達11.73 mg/g，

5、吸附率89.80％;吸附是一個持續(xù)的過程，無解吸附現(xiàn)象。3組摻HA牙膏對Cu2+吸附率無明顯區(qū)別，但是實驗組明顯高于空白牙膏組，吸附率超過75％，最大吸附能力達305 mg/g;在低濃度時吸附不穩(wěn)定，出現(xiàn)解吸附現(xiàn)象，高濃度時吸附較穩(wěn)定。摻300 nm HA牙膏組對Zn2+吸附能力為11.65 mg/g，吸附率達52.92％;吸附較穩(wěn)定，無解吸附現(xiàn)象。
　　 〈2〉摻HA牙膏溶液與重金屬離子溶液反應后離心沉淀形成的粉末經EDS檢測

6、發(fā)現(xiàn)粉末，沉淀物中存在相同的重金屬元素，進一步證實重金屬陽離子溶液中的重金屬離子被摻HA牙膏所吸附。
　　 〈3〉在混合離子溶液中摻HA牙膏對混合離子也有較強的吸附，摻300 nm HA牙膏吸附作用最強，對重金屬離子的吸附Pb2+＞Cu2+＞Cd2+＞Zn2+，但是摻HA牙膏對混合離子吸附率低于對單一離子的吸附率，提示混合離子間對吸附存在競爭抑制現(xiàn)象。
　　 結論：
　　 摻HA牙膏對Cd2+、Zn2+、Pb2+