[發明專利]一種摻鍶羥基磷灰石重金屬吸附材料的制備方法及其應用

在審

• 申請號: 201911331221.6
• 申請日: 2019-12-21
• 公開（公告）號: CN111001374A
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發明（設計）人: 張立浩;何豪;朱宗強;朱義年;莫南;方雅莉;趙寧寧;玄惠寧;魏婉瑩;陳彥旭;唐沈
• 申請（專利權）人: 桂林理工大學
• 主分類號: B01J20/04
• 分類號: B01J20/04;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種摻鍶羥基磷灰石重金屬吸附材料的制備方法及其應用。以硝酸鈣作為鈣源、磷酸氫二胺作為磷源，同時不同體積的硝酸鍶摻入其中，通過水熱均相沉淀反應制得所述摻鍶羥基磷灰石。鍶的摻入能夠在一定程度上改變羥基磷灰石的性能缺陷，提升其對重金屬廢水的吸附能力。本發明采用水熱均相沉淀法合成，反應可控性好，且制備工藝簡單、操作方便、產量較大，對環境沒有污染。

技術領域

本發明屬于重金屬污水處理技術領域，特別涉及一種摻鍶羥基磷灰石重金屬吸附材料的制備方法及其應用。

背景技術

重金屬是水環境中的主要污染物之一，水體中的重金屬主要有汞(Hg)、鎘(Cd)、鉛(Pb)、鉻(Cr)、砷(As)、錳(Mn)、銅(Cu)、鋅(Zn)、鈷(Co)、鎳(Ni)等。隨著我國經濟、社會發展，水資源短缺、水污染問題日趨嚴重。有關統計表明，我國金屬廢水約占廢水排放總量的10％，采礦、冶煉、電鍍、污水灌溉和使用重金屬超標制品等人為因素是重金屬廢水的主要來源，具有潛在的危害性，特別是汞、鎘、鉛、鉻等重金屬具有顯著的生物毒性，微量濃度即可產生毒性，在微生物作用下會轉化為毒性更強的有機金屬化合物(如甲基汞)，或被生物富集通過食物鏈進入人體，造成慢性中毒。日本水俁灣因汞中毒造成的“水俁病”和神通川流域因鎘造成的“疼痛病”，我國陜西鳳翔等地由于鉛污染造成的“血鉛事件”、福建紫金礦業滲漏事故造成的銅污染等，都是重金屬污染給人體健康和環境帶來危害的典型事實。重金屬廢水毒性大，在環境中不易被代謝，且修復困難。因此，積極開展重金屬廢水處理及回用新技術研究，有效去除并回收廢水中重金屬資源勢在必行。

在水體重金屬污染修復治理方面，目前國內外主要采用化學沉淀法、離子交換法、溶劑萃取法、電解法、生物法等，但這些方法普遍存在價格貴、成本高、技術難掌握、易造成二次污染而不夠理想。目前，吸附法被認為是一種更為有效的方法，常用的吸附劑一般為活性炭、生物吸附劑、礦物材料等。活性炭是最早、也是應用最廣的吸附劑，但其最大的缺點是價格昂貴、使用壽命短。利用生物吸附劑去除廢水中重金屬的研究越來越受到重視，但由于生物吸附劑容量一定、選擇性高，所以應用范圍限制在低濃度、單組分的重金屬廢水的處理中。環境礦物材料具有很強的吸附能力，吸附效果好且二次污染小，與生物法比較更易于聚集重金屬離子，同時不易在環境中分解轉化，能夠比較徹底地治理水中重金屬污染，得到各國學者的重視。

羥基磷灰石作為一類性能結構優良的環境礦物材料，引起了國內外學者的廣泛關注。目前，國內外大量研究了天然羥基磷灰石、人工合成的羥基磷灰石和改性的羥基磷灰石，但其人工合成相對復雜、吸附量較小、吸附速率慢的特點又限制了羥基磷灰石的廣泛應用。目前制備羥基磷灰石的方法主要有沉淀法、微乳液法、自燃燒法等，這些方法或多或少的存在成本高、制備工藝復雜、周期長、條件苛刻等缺點。元素鍶與鈣在元素周期表中屬于同一主族，鍶元素在晶體中可以置換取代羥基磷灰石中的鈣，形成置換固溶體。鑒于元素鍶與鈣之間離子半徑和性質存在差異，鍶可以使羥基磷灰石的晶格發生畸變，從而改變羥基磷灰石的結晶性和生物降解性。為了使羥基磷灰石細化、均化、活化，提高其吸附性能、改善其苛刻的吸附條件、簡化其制備工藝、擴大應用范圍有必要改進或尋求一種簡易的摻鍶羥基磷灰石制備工藝。

發明內容

本發明的目的是在于提供一種摻鍶羥基磷灰石重金屬吸附材料的制備方法及其應用。

該方法以硝酸鈣作為鈣源、磷酸氫二銨作為磷源，同時不同體積的硝酸鍶摻入其中，通過水熱反應制得所述摻鍶羥基磷灰石。對其物相與結構、成分組成以及形貌特征進行表征，并應用于水體中重金屬的去除。

制備摻鍶羥基磷灰石重金屬吸附材料的具體步驟為：