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《pH值對羥基磷灰石除鎘行為的影響》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、礦物巖石地球化學(xué)通報(bào)研究成果BulletinofMineralogy,PetrologyandGeochemistryVol.23No.4,2004Oct.pH值對羥基磷灰石除鎘行為的影響112胥煥巖,彭明生,劉羽1中山大學(xué)地球科學(xué)系,廣州5102752武漢工程大學(xué)材料學(xué)院,武漢4300732+摘要:介質(zhì)的pH值是影響羥基磷灰石(Hap)除鎘行為最為復(fù)雜的因素之一,它決定了水溶液中Cd的賦存狀態(tài)及Hap的溶解特性與表面性質(zhì)等,而這些因素與Hap的除鎘行為密切相關(guān)。實(shí)驗(yàn)研究表明,強(qiáng)酸(pH
2、<2+3)條件下Cd的去除率隨pH值的升高增加較快,但當(dāng)pH!3時(shí)這種增加變緩。在廣泛的pH值范圍內(nèi),Hap2+在含鎘溶液和空白溶液中均表現(xiàn)為質(zhì)子催化和非化學(xué)計(jì)量比的溶解機(jī)理。根據(jù)絡(luò)合平衡計(jì)算,Cd在不同pH值時(shí)具有不同的型體及分布系數(shù)。Hap在空白溶液中的表面電動(dòng)電勢為負(fù)值,且隨pH值的增加其電負(fù)性增大。由此可知Hap除鎘行為的作用機(jī)理是表面絡(luò)合與表面電位吸附,而不存在溶解沉淀作用。關(guān)鍵詞:羥基磷灰石;鎘離子;溶解特性;電位;機(jī)理+中圖分類號:P578922文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號
3、:10072802(2004)04030505羥基磷灰石[Ca10(PO4)6(OH)2,簡稱Hap]具有用X射線衍射(XRD)分析和紅外(IR)光譜對合特殊的晶體化學(xué)特性,其結(jié)構(gòu)中存在著廣泛的類質(zhì)成的羥基磷灰石進(jìn)行物相分析測試。XRD在常規(guī)同象替換,多種金屬離子和絡(luò)陰離子都可穩(wěn)定地存條件下由XD5A型X射線衍射儀完成;IR譜在SP3在于晶格中,這一特性使Hap可作為良好的環(huán)境礦300型紅外譜儀上用KBr壓片法進(jìn)行常規(guī)測試(武物材料用于金屬離子廢水的治理。漢工程大學(xué)測試中心)。圖1、2分
4、別是溶膠凝膠法2+對于Hap去除水溶液中的Cd,筆者做過大量合成羥基磷灰石的紅外譜圖和X射線衍射圖。IR[1~8]2+-1-1的研究,這些研究表明,Hap對水溶性Cd具有譜中3575.7cm處及645cm處分別出現(xiàn)結(jié)構(gòu)羥良好的去除性能,其去除率與作用時(shí)間、Hap用量呈基的伸縮振動(dòng)和彎曲振動(dòng)引起的強(qiáng)烈吸收帶,同時(shí)2+-1-1正相關(guān)關(guān)系,與Cd初始濃度具有負(fù)相關(guān)關(guān)系,而在1455.0cm和1411.5cm處出現(xiàn)了區(qū)別于碳酸介質(zhì)的pH值對去除率的影響較為復(fù)雜。同時(shí),Hap鹽的結(jié)構(gòu)碳酸根的吸收雙峰,由此可知
5、所合成的磷2+2+去除Cd的機(jī)理與水溶液中Cd的賦存狀態(tài)、Hap灰石是含結(jié)構(gòu)碳酸根的羥基磷灰石。XRD的主要溶解特性、Hap表面性質(zhì)等密切相關(guān),而這些性質(zhì)又衍射峰與羥基磷灰石吻合(JCPDS9432)。用晶胞參是由介質(zhì)pH值所決定的。為了對機(jī)理有一個(gè)更為數(shù)精修程序計(jì)算出其晶胞參數(shù)分別為:a=2+明晰的了解,筆者從pH值對Cd的賦存狀態(tài)、Hap0.9400nm,c=0.6879nm,ca=0.7318,V=3溶解特性、Hap表面性質(zhì)影響的角度,深入探討了0.52645nm。衍射峰形態(tài)表明,合成的Ha
6、p具有較pH值與Hap除鎘行為的關(guān)系。低的結(jié)晶度。由于碳酸根進(jìn)入結(jié)構(gòu)會(huì)使其結(jié)晶程度[10]下降,因此,這也就間接地說明了結(jié)構(gòu)碳酸根的1實(shí)驗(yàn)材料與方法存在。同時(shí),從掃描電鏡(SEM)(型號:JSM5500,武1.1Hap合成及其表征漢工程大學(xué)測試中心)照片上Hap的表面結(jié)晶形貌采用文獻(xiàn)[9]的溶膠凝膠法合成Hap,合成反也反映其具有較低的結(jié)晶度,且具納米尺度(原生顆應(yīng)在恒溫浴槽中進(jìn)行。反應(yīng)方程式為:10Ca(OH)2粒的粒度為50~200nm,圖3)。這種磷灰石由于結(jié)+6H3PO4=Ca10(P
7、O4)6(OH)2+18H2O,Hap的CaP構(gòu)畸變明顯,粒徑小,比表面積大,有效表面活性大,常規(guī)配比為1.67,所用試劑均為分析純。更有利于對重金屬離子的吸附。收稿日期:20040817收到,0917改回基金項(xiàng)目:武漢市科技局科技攻關(guān)基金資助項(xiàng)目(20026002098)作者簡介:胥煥巖(1975),男,博士研究生,主要從事環(huán)境礦物學(xué)及環(huán)境礦物材料的研究與開發(fā)306胥煥巖等pH值對羥基磷灰石除鎘行為的影響用雙硫腙分光光度法(GB747187)測定,校準(zhǔn)方程為:Y=21.56912X
8、+0.21387,相關(guān)系數(shù)0.99936。水質(zhì)中總磷的測定用鉬酸銨分光光度法(GB1189389),校準(zhǔn)方程為:Y=58.4113X+0.00661,相關(guān)系數(shù)2+0.99985。Ca測定用EDTA滴定法(GB747687)。2實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與討論2.1不同pH值條件下Hap的除鎘行為2+在Cd初始濃度為25mgL,Hap用量為5gL,圖1溶膠凝膠法合成羥基磷灰石紅外譜圖溫度298K,吸附時(shí)間30min條件下,考察了不同pHFig.1IRs
