碳羥磷灰石的制備及對重金屬離子的吸附研究.pdf

1、許多工業(yè)廢水如金屬冶煉和礦物開采過程中含有鉻，銅，鉛，鋅，鎳等重金屬離子。這些廢水中有可能含有較高濃度的重金屬離子，這些重金屬離子必須要從水中去除。這些廢水如果不經(jīng)處理直接進(jìn)入排水系統(tǒng)將對后續(xù)的生物處理產(chǎn)生影響。 含有CO32-的碳羥磷灰石（碳羥磷灰石）比純羥基磷灰石（HAP）在室溫下能更好地固化水溶性重金屬離子Pb2+、Cd2+、Hg2+等。在前人研究的基礎(chǔ)上，為降低污水處理的成本，本文以廢棄的雞蛋殼為原料，尿素為添加劑，采用

2、摻雜技術(shù)，合成新型的碳羥磷灰石吸附劑，用以處理含重金屬離子廢水。最佳的制備條件是：將經(jīng)過預(yù)處理的雞蛋殼磨成粉末，過30目篩，按摩爾質(zhì)量比為1:1的比例加入到H3PO4溶液中并控制pH值在1～3，在30~40℃反應(yīng)2～3h，過濾去除不溶物，按照1:1的比例添加尿素和Ca(OH)2粉末，用NaOH調(diào)節(jié)pH值在9～12，在50~60℃條件下熱處理24h，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)冷卻后，用1％的NH4Cl洗滌至中性，在60℃下干燥并粉碎得到碳羥磷灰石粉末。利

3、用掃描電鏡和能譜儀對產(chǎn)物進(jìn)行了觀察、分析。 本研究中對碳羥磷灰石吸附重金屬分為兩個部分，包括碳羥磷灰石對單種重金屬的吸附和碳羥磷灰石對重金屬的同時吸附，分別考察單種金屬離子和混合溶液的重金屬離子濃度、pH值、時間、吸附溫度對吸附效果的影響。繪制了吸附等溫線，對吸附過程的動力學(xué)和熱力學(xué)進(jìn)行了研究，然后又對吸附了重金屬離子的產(chǎn)品進(jìn)行了觀察、分析。 最后對吸附了Zn2+的碳羥磷灰石分別用0.2mol/L的NaCl、0.2mol

4、/L的NaNO3、pH=3.93的HAC、pH=4.93的HAC、0.05mol/L的CaCl2和0.1mol/L的CaCl2和超聲波進(jìn)行解吸研究。 結(jié)果表明：碳羥磷灰石對Cd2+、Cu2+、Zn2+和Pb2+具有較強(qiáng)的吸附效果。用2.5g/L的碳羥磷灰石處理Cd2+廢水，在Cd2+初始濃度為80mg/L、溫度為40℃左右、pH值為6、作用時間1h的條件下，去除率為93％左右。碳羥磷灰石對Cd2+的吸附等溫線符合Freundli

5、ch和Langmuir兩種模式。用2.5g/L的碳羥磷灰石處理Cu2+廢水，在Cu2+初始濃度為60mg/L、溫度為40℃左右、pH值為6、作用時間1h的條件下，去除率為93.17％。碳羥磷灰石對Cu2+的吸附等溫線符合Freundlich和Langmuir兩種模式。用2.5g/L的CHAP處理Zn2+廢水，在Zn2+初始濃度為100mg/L、溫度為40℃左右、pH值為6~7、作用時間45min的條件下，去除率為98.67％。CHAP對

6、Zn2+的吸附等溫線符合Langmuir和Freundlich兩種模式。CHAP對重金屬離子的吸附在低pH條件下主要是離子交換吸附和表面吸附，在高pH條件下易形成氫氧化物沉淀。碳羥磷灰石對Zn2+的熱力學(xué)研究表明，碳羥磷灰石吸附Zn2+的過程是吸熱過程。共存離子吸附研究表明：四種重金屬離子共存時使得每種重金屬離子的吸附容量均降低，因?yàn)楣泊娴慕饘匐x子對結(jié)合位點(diǎn)相互競爭結(jié)合。解吸實(shí)驗(yàn)表明：各種解吸劑對Zn2+的解吸能力有限，這表明碳羥磷灰石