羟基磷灰石复合吸附剂对去除水体中阴离子的研究进展
羟基磷灰石的制备及其性能研究
羟基磷灰石的制备及其性能研究
羟基磷灰石(HAP)具有特有的吸附结构和独特的多吸附位点,有望在处理有毒有害废水和受污染土壤等方面获得应用。
本论文采用水热合成法合成了5种羟基磷灰石并比较了各类羟基磷灰石吸附氟离子的效果,得到如下主要结果：1.采用水热合成法制备了一系列羟基磷灰石样品,研究了合成相关的影响因素,结果表明水热合成法的最佳温度为120℃,最佳pH为9,获得氟、钾、镁、镁钾共掺羟基磷灰石多个样品,不同的掺杂物对羟基磷灰石的晶型结构造成了不同程度的畸变；2.优化了吸附工艺条件,上述样品对氟离子吸附过程中25℃时吸附达到最大,吸附平衡的时间2小时,羟基磷灰石最佳加量为10g/L,F-离子的初始浓度为
5Omg/L,酸碱度为近中性；3.对比分析了5个不同类型羟基磷灰石样品的氟离子吸附性能,镁钾共掺的羟基磷灰石样品具有较好的氟离子吸附性能,8小时氟离
子吸附量高达480mg/g。
从动力学和热力学方面探究了其吸附机理,羟基磷灰石对氟离子的吸附符合拟二级反应动力学过程和Freundlich吸附等温方程,该吸附是一个吸热过程,氟吸附在羟基磷灰石表面使得羟基磷灰石发生了结构的变化,整个体系的混乱度增加。
羟基磷灰石层析
羟基磷灰石层析
羟基磷灰石是一种用于水处理的有效催化剂，也被称为磷酸盐石，是一种多羟基磷灰石材料。
它具有优良的化学稳定性，耐腐蚀性，低溶解度，耐酸碱性以及优异的抗结垢特性。
多羟基磷灰石层析可以帮助水系统及污水处理系统有效地净化水质。
它能以天然催化剂的形式发挥作用，可以改变水中的锌、铁、铝、钙和镁的溶解度，减少水中悬浮物的含量，并使有机物容易分解。
多羟基磷灰石的层析也可以用于净化污水，使污水中的游离氯、氨氮、总磷和其他悬浮物的含量得到大幅度降低。
另外，多羟基磷灰石的层析也可以用于净化和分离水中细菌的活性成分，包括无机离子，有机物质，生物形态和细菌毒素。
多羟基磷灰石层析可以有效控制和减少水中有害物质含量，增强水的活性，改善水的味道和清澈度，并降低水中细菌的毒性。
此外，多羟基磷灰石的层析也可以提高水的硬度，使原水的盐、碱、碱絮凝物及酸质等组分可以更好地被吸附和固定，降低水中的微量污染物含量。
多羟基磷灰石层析是目前用于水处理的一种有效技术，它在水处理方面有着重要的作用。
它可以在几分钟内净化水质，而且不需要额外添加任何添加剂，只需要加热就可以实现这一目的。
然而，多羟基磷灰石层析也有一些缺点，比如在高温条件下它可能会破坏一些酶的性质，这可能会影响水的质量。
综上所述，多羟基磷灰石层析是一种广泛用于水处理的高效技术，
它可以在有效地净化水质的同时，还可以提高水的硬度，改善水的味道和清澈度，减少水中的悬浮物含量，降低水中的有害物质含量，从而改善水质。
然而，多羟基磷灰石层析也存在一定的缺点，应注意避免不当使用。
碳羟基磷灰石对电镀废水中Zn^(2+)的吸附性能
碳羟基磷灰石对电镀废水中Zn^(2+)的吸附性能
罗道成;刘俊峰
【期刊名称】《材料保护》
【年(卷),期】2009(42)1
【摘要】在静态条件下,对碳羟基磷灰石吸附Zn2+的电镀废水进行了研究,探讨了碳羟基磷灰石用量、废水pH值、吸附时间、吸附温度对去除Zn2+的影响。
结果表明,在废水pH值6.0～7.0,Zn2+浓度0～100mg/L,吸附时间为70min,吸附温度为35℃条件下,按Zn2+与碳羟基磷灰石质量比为1∶35投加碳羟基磷灰石进行处理,Zn2+去除率可达98%以上。
含Zn2+的电镀废水经碳羟基磷灰石吸附后,废水中Zn2+的含量低于国家一级排放标准。
【总页数】3页(P73-75)
【关键词】废水处理;碳羟基磷灰石;吸附;Zn2+;电镀废水
【作者】罗道成;刘俊峰
【作者单位】湖南科技大学化学化工学院
【正文语种】中文
【中图分类】X781.1
【相关文献】
1.碳羟基磷灰石对废水中Zn2+的吸附性能及机理研究 [J], 唐文清;曾光明;曾荣英;冯泳兰
2.介孔结构的羟基磷灰石纳米微球的制备及对水中Pb 2+、Cu2+和Zn2+的吸附
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3.工业石膏合成羟基磷灰石及其对Pb^2＋，Cu^2＋，Zn^2＋和Ni^2＋的吸附作用 [J], 刘海弟;李福志;赵璇;陈运法
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MOFs吸附去除水体中磷的研究进展
广东化工2019年第8期·110 · 第46卷总第394期MOFs吸附去除水体中磷的研究进展龚建康*，张正彪，师睿，李俊杰(昭通学院化学化工学院，云南昭通657000)Research Progress of Adsorption Removal of Phosphate from Water by MOFsGong Jiankang*, Zhang Zhengbiao, Shi Rui, Li Junjie(School of Chemistry and Chemical Engineering, Zhaotong University, Zhaotong 657000, China) Abstract: In recent years, MOFs materials have been extensively studied and applied in the aquatic field of adsorption as a new type of highly efficient adsorbent. Several types of MOFs (ZIFs, MILs with amino-functionalized MILs, UiO with amino-functionalized UiO, MOFs with chains and composite MOFs) were reviewed in this paper. Their application status and mechanism in adsorption removal of phosphate in aquatic environment were summarized, and their development prospects were put forward.Keywords: metal-organic frameworks；phosphate；adsorption；water eutrophication水体中高含量的磷(磷的限量标准：0.05~0.1 mg/L)是导致水体富营养化主要原因，水体富营养化对水体生态环境产生极大的危害，这种水体污染仍然是当今世界面临的重大环境问题，因此，开发一种高效去除水体中磷污染物的技术至关重要。
羟基磷灰石的优化制备及其对Mn^(2+)的吸附性能
羟基磷灰石的优化制备及其对Mn^(2+)的吸附性能聂家璇;张卫民;卢琪愿;彭惠靖【期刊名称】《有色金属（冶炼部分）》【年(卷),期】2024()4【摘要】使用共沉淀法,在不同pH、Ca/P摩尔比、陈化时间条件下制备羟基磷灰石(HAP),并根据其对Mn^(2+)的吸附性能获得制备HAP的优化条件。
在此基础上,通过静态试验,研究了优化制备的HAP在溶液pH、投加量、反应时间以及Mn^(2+)初始浓度的影响下对Mn^(2+)的吸附性能,并结合吸附动力学模型和吸附等温模型分析其吸附机理。
结果表明,HAP的最佳制备条件为pH=10、摩尔比Ca/P=1.67、陈化时间24 h。
当锰初始浓度5 mg/L、pH=7、HAP投加量1 g/L、反应时间360 min时,HAP对Mn^(2+)的吸附效果最好,其吸附量与去除率分别为4.97 mg/g和98.4%。
HAP对Mn^(2+)的吸附更符合Freundlich等温线模型和准二级动力学模型,为多层化学吸附。
【总页数】8页(P139-146)【作者】聂家璇;张卫民;卢琪愿;彭惠靖【作者单位】东华理工大学核资源与环境国家重点实验室;东华理工大学水资源与环境工程学院;东华理工大学自然资源部环鄱阳湖区域矿山环境监测与治理重点实验室【正文语种】中文【中图分类】X52【相关文献】1.茶叶渣负载羟基磷灰石的制备及其对Mn(Ⅱ)的吸附性能研究2.纳米改性羟基磷灰石的制备及对水中Cu^(2+)的吸附性能研究3.海藻酸钙﹣羟基磷灰石复合材料制备及其对Pb^(2+)的吸附性能4.活性炭负载纳米零价铁-羟基磷灰石的制备及其对Mn(Ⅱ)的吸附性能5.不同钙源纳米零价铁-羟基磷灰石复合材料的制备及其对Mn(Ⅱ)的吸附性能因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
羟基磷灰石涂层石灰石对水溶液中Cu(Ⅱ)的去除
羟基磷灰石涂层石灰石对水溶液中Cu(Ⅱ)的去除陈文金; 彭希珑; 何宗健【期刊名称】《《南昌大学学报（工科版）》》【年(卷),期】2019(041)003【总页数】7页(P221-227)【关键词】共混法; 羟基磷灰石; 涂层; 表征; 吸附; Cu2+【作者】陈文金; 彭希珑; 何宗健【作者单位】南昌大学资源环境与化工学院江西南昌330031; 南昌大学鄱阳湖环境与资源利用教育部重点实验室江西南昌330031【正文语种】中文【中图分类】O611.2由于工业的快速发展，大量工业废水被排入到水体环境，重金属污染日趋严重，重金属进入环境不会发生自然降解，将不断在环境中积累，具有持久性和耐久性[1]。
环境中的重金属会被动植物吸收，通过食物链迁移进入到人体，人体摄入过多的重金属会带来癌症、大脑视力神经破坏、精神异常、心脑血管疾病等健康问题[2-4]。
重金属Cu(Ⅱ)作为毒性较强的污染物，常产生于化工、电镀、有色冶炼以及铜合金生产等行业，世界卫生组织(WHO)和美国环境保护署(EPA)规定饮用水中铜的最大允许含量为2.0和1.3 mg·L-1[5]，所以要实现含铜废水的节能环保处理，应研究去除铜离子的有效途径。
目前从废水中去除重金属的方法有化学沉淀法、离子交换法、膜过滤、生物处理和吸附法[6-10]，其中吸附法是一种有效的处理方法，并且已被证明是从水中去除痕量金属的经济替代方案[5]。
常用吸附剂有活性炭、碳纳米管、腐殖酸、二氧化钛等[11-14]，然而这些吸附剂的吸附效率低以及制造成本高，使得该部分吸附剂的应用受到限制，所以寻找高效、低成本吸附剂尤为重要。
羟基磷灰石(HAP)已被报道是一种环境友好型的高效吸附材料，国内外不少学者开展了关于HAP处理重金属废水的研究，发现HAP对重金属的固定化具有良好的稳定性[15-16]，但是HAP常使用硝酸钙和磷酸作为起始材料，氨水溶液作为pH 调节剂并通过水热法制备[17]，该方法成本高且制备条件困难，使得HAP的应用受到限制。
含镁羟基磷灰石的制备与性能研究
含镁羟基磷灰石的制备与性能研究镁羟基磷灰石（Mg-CHAP）是一种重要的生物陶瓷材料，具有良好的生物相容性和生物活性。
它主要由镁元素和羟基磷酸盐组成，可以作为骨科植入物、修复材料和生物活性涂层等方面的材料。
本文将探讨Mg-CHAP的制备方法及其性能研究，为其在生物医学领域的应用提供理论基础。
一、Mg-CHAP的制备方法目前，制备Mg-CHAP的方法主要包括溶胶-凝胶法、共沉淀法、离子交换法和水热法等。
这些方法在制备过程中可以控制镁元素和羟基磷酸盐的比例和形貌，从而调节材料的性能。
溶胶-凝胶法是一种常用的制备方法，其步骤包括：将镁盐和磷酸盐混合溶解于适当的溶剂中，形成溶胶；通过溶胶凝胶转化为固体材料；将固体材料热处理得到Mg-CHAP。
这种方法可以控制材料的孔径和孔隙度，从而影响其生物活性。
另一种常用的制备方法是共沉淀法，即将镁盐和磷酸盐溶液混合，加入碱性溶液沉淀析出Mg-CHAP。
通过控制溶液的pH值和沉淀反应的速率，可以得到不同形貌和晶相结构的Mg-CHAP。
离子交换法是一种通过阳离子和阴离子的相互置换实现材料结构调控的方法。
通过调节离子交换的条件，可以改变Mg-CHAP的晶相结构和生物活性。
水热法是一种在高温高压环境下进行合成的方法，通过水热条件下的反应，可以得到高纯度的Mg-CHAP。
这种方法对反应条件的控制要求较高，但可以得到具有优良的生物活性和生物相容性的材料。
二、Mg-CHAP的性能研究Mg-CHAP作为一种生物陶瓷材料，具有优异的力学性能、生物相容性和生物活性。
其力学性能主要包括抗压强度、弯曲强度和断裂韧性等指标，这些指标直接影响着材料的应用性能。
生物相容性是评价生物陶瓷材料是否适用于体内应用的重要指标，包括材料对细胞的毒性、组织的炎症反应和血管生成等。
研究表明，Mg-CHAP对细胞有良好的生物相容性，可以促进骨细胞的黏附和增殖。
生物活性是衡量材料在体内是否能与骨组织发生有效交互的指标，主要通过材料表面的羟基磷灰石形成速度和表面矿化程度来评价。
水滑石类化合物吸附磷的研究现状与进展
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海
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关 注． 针 对 当前 国内外 学者对 水 滑石 类 化 合 物 吸 附 除磷 技 术 的研 究现 状 ， 分 别 阐述 了 Ｌ ＤＨｓ的 结 构特 性和 合成 方 法及其 对磷 的 吸 附特 性 和机 理 ， 展 望 了今 后 Ｌ ＤＨｓ 在 吸 附领 域 中的研 究 与应
用 方 向．
关键 词 ：水体 富营 养化 ；层 状双 羟基 复合 金属 氧化 物 ； 磷； 吸 附
近年来 ， 大规 模 的水 华 和赤 潮 的爆 发使 我 国湖
制性 因子Ⅲ ， 除磷 已成 为有 效 防治 水 体 富营 养化 的 重要途 径． 除磷 的方 法有 很 多 ， 如 化 学 除磷 法 、 生物
泊 和沿海水 体环 境 问题 日益 严 重 ， 水 体 富 营养 化 是 造 成上述现 象最 根本 的原 因． 而磷 能 够 引起 水 体 中
Ｉ ＤＨ ｓ ｗｅ ｒ ｅ ｅ ｌ ａ ｂｏ ｒ ａ ｔ ｅ ｄ ｒ ｅ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖｅ ｌ ｙ， ｔ ｈ ｅ ｎ ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ａ ｎ ｄ ａ ｐｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｄｉ ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏｎｓ ｏ ｆ ＬＤＨ ｓ ｉ ｎ ａ ｄ ｓ ｏｒ ｐ ｔ ｉ ｏ ｎ ｆ ｉ ｅ ｌ ｄ
ＳＵＮ Ｚｈ ａｏ ｗｅ ｉ ，Ｘ Ｕ Ｘｉ ａｏ ｑ ｉ ａｎ ｇ ，Ｈ Ｕ Ｋ ｅ，Ｗ Ａ ＮＧ Ｂｉ ｎ ｇ ，Ｘ Ｉ Ｅ Ｙｕａ ｎ，Ｈ ＵＡＮＧ Ｚｈｏ ｎｇｚ ｉ
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2019年 第7期 第46卷 总第393期
广东化工
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量达到32.5 mgF-/g，比HAP吸附容量高出一倍，认为是Al-HAP表 面分布有大量的M-OH活性位点，F-与表面上的-OH进行离子交换 的结果。Prabhu[18]采用阳离子表面活性剂对HAP进行修饰，用于 F-的去除机理研究，发现其主要作用机理是静电吸附和离子交换。
Keywords: hydroxyapatite；composite materials；adsorption m(简称HAP)因独特的晶体结构和表面活性，具有 优越的离子吸附和交换性，在污水处理中不会产生二次污染，被 认为是一种新型的环境功能材料。但是，纳米HAP易团聚，限制 其在污水处理上的应用。因此，研究者为了改善其性能，开发了 多种新型的纳米羟基磷灰石复合吸附剂，将其用于污水处理。
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广东化工
2019年 第7期 第46卷总第393期
羟基磷灰石复合吸附剂对去除水体中阴离子的研究
进展
康卓1，曾荣英1,2,3*，唐文清1,2,3，何志敏3，廖志伟1，蔡菲1，陈静1
(1．衡阳师范学院 化学与材料科学学院，湖南 衡阳 421008； 2．功能金属有机材料湖南省普通高等学校重点实验室，湖南 衡阳 421008；3．衡阳师范学院南岳学院，湖南 衡阳 421008)
参考文献
[1]曾荣英，罗春香，龚道新，等．掺铁碳羟基磷灰石复合物对铅离子废水 的吸附[J]．环境工程学报，2015，9(10)：4643-4649． [2]Dong L J，Zhu Z L，Qiu Y L，et al．Removal of lead from aqueous solution by hydroxyapatite/ magnetite composite adsorbent[J]．Chemical Engineering Journal2010，165：827-834． [3]Li Y M，Zhang Y，Zhang Y，et al．Reed biochar supported hydroxyapatite nanocomposite：Characterization and reactivity for methylene blue removal from aqueous media[J]．Journal of Molecular Liquids，2018，263：53-63． [4]高芳，张卫民，郭亚丹，等．羟基磷灰石负载纳米零价铁去除水溶液中 铀(Ⅵ)的研究[J]．中国陶瓷，2015，51(8)：10-15． [5]曾云嵘，张卫民，王惠东，等．石英砂负载羟基磷灰石去除水溶液中锰 研究[J]．水处理技术，2017，43(5)：72-75． [6]Zeng Y，Pei X，Yang S，et al．Graphene oxide/hydroxyapatite composite coatings fabricated by electrochemical deposition[J]．Surface & Coatings Technology，2016，286：72-79． [7]刘国，徐丽莎，李知可，等．羟基磷灰石/膨润土复合材料对水中 Cd2+ 吸附研究[J]．硅酸盐学报，2018，46(10)：1414-1425．
[摘 要]羟基磷灰石(HAP)作为一种良好的吸附材料，在环境领域有着广泛的应用。但未经处理的HAP吸附容量较小，易团聚，严重制约
其应用。因此，本文从制备技术、吸附机理方面综述了近几年来HAP复合材料作为阴离子处理吸附剂的研究进展，并对其在此领域未来的研究
方向进行展望。
[关键词]羟基磷灰石；复合材料；吸附机理；阴离子
由此可见，HAP复合材料吸附阴离子是一个复杂的过程，其 中静电吸附和离子交换是HAP复合材料吸附阴离子的主要机理。
4 展望
综上所述，HAP复合材料作为一种优良的环境功能材料，对 水中阴离子的去除研究较多的是对F-和Cr(VI)，其机理研究仍停留 在具体材料对该离子去除的分析，不具有普遍性。由于固液界面 理论的吸附问题本身涉及到很多因素，阴离子和吸附剂之间的作 用机理比较复杂，目前，可通过对现有模型的改进来指导HAP复 合材料的吸附行为。
剂(HCA/MFC)，将其用于对Cr(VI)的吸附，结果发现：在pH＜7
或＞5时，Cr(VI)的主要存在形式是HCrO4-，可与HCA/MFC表面 上带正电荷的 HPO4Ca 和 CaOH 发生静电物理吸附，反应方 程见(1)~(2)式；除此之外，还有离子交换(见(3)~(4)式)和溶解沉淀
2 HAP与有机物形成的复合吸附剂
HAP除与无机物复合来改善其性能外，还常与一些有机物质 如壳聚糖[8]、聚亚酰胺[9]、聚丙烯酰胺[10]、腐殖酸[11]、黄原胶[12]、 丙烯腈[13]等复合来改善其吸附性能。张婵等[8]以壳聚糖和羟基磷
灰石为原料，采用反相乳化法制备出圆球形、分散性好、平均粒 径为30 um的壳聚糖/羟基磷灰石微球复合吸附剂。孙俊芬等[9]以聚 酰亚胺(PI)为膜基体，羟基磷灰石(HAP)为功能颗粒,分别通过共混 法和相转化法制备PI/HAP复合膜。研究HAP质量分数对复合膜的 水通量、孔隙率、平均孔径、亲水性、力学性能以及溶菌酶(LZ) 吸附性能的影响，并最终确定复合膜的最佳固含量。孙伟[11]以四
CaOH H3O Me CaOH2 Me H2O
(2)
Cax (PO4)x (OH)x xMe (Ca10x )Mex (PO4)6(OH)2 xCa2 (3)
Cax (PO4)x (OH)x H3O xMe (Cax )(PO4)x Me xH2O (4)
3 HAP复合吸附剂对阴离子的吸附机理研究
HAP及其衍生物主要被应用于废水处理或土壤的净化。目前， HAP吸附机理研究主要着重于重金属离子的机理分析，而对HAP 复合吸附剂对阴离子的吸附机理研究较少，因此研究HAP复合吸 附剂的吸附机理对其应用推广有着重要意义。
Hokkanen等[14]液相反应合成法制备羟基磷灰石-纤维素复合
1 HAP与无机物形成的复合吸附剂
常见与HAP复合的无机物有Fe3O4[1-2]、生物炭[3]、Fe[4]、石英 砂[5]、石墨烯[6]、膨润土[7]等。如本课题组曾用水热法合成制备 Fe3O4/碳羟基磷灰石复合物(Fe-CHAP)，研究发现Fe3O4的加入有 利于提高HAP的分散性和比表面积[1]。Dong等[2]采用原位沉淀法 将Fe3O4加入Ca(NO3)2 和KH2PO4的混合溶液中，制得比表面积高 达109 m2/g的HAP/Fe3O4复合物吸附剂。Li等[3]通过共沉淀法将芦 苇杆制成的生物炭(BC)与HAP复合形成BC-HAP，发现HAP团聚 显著降低，得到的BC-HAP具有较大的孔容和比表面积，对亚甲 基蓝的吸附也比单一的BC或HAP好。高芳等[4]以HAP为载体，通 过简易的化学溶液法制备出羟基磷灰石负载纳米零价铁复合材 料，通过SEM和XRD表征发现，该复合材料颗粒大小均匀，表面 蓬松光洁，比表面积大，接触活性点多。张卫民[5]课题组采用溶 胶凝胶法制备出比表面积大、包覆率好、孔隙较多石英砂负载羟 基磷灰石复合材料。
3. Nanyue College of Hengyang Normal University, Hengyang 421008, China)
Abstract: Hydroxyapatite (HAP)is a material with excellent adsorption properties, which is widely used in environmental field. However, the disadvantages of low adsorption capacity and easily aggregation for the untreated HAP restrict its application. The research progress of hydroxyapatite composite materials in the treatment of anion wastewater waste water is reviewed. Preparation methods are discussed and adsorption mechanism is introduced. In the end, the future research directions of HAP in the removal of anions is suggested.
[中图分类号]TQ
[文献标识码]A
[文章编号]1007-1865(2019)07-0120-02
Research Progress in Hydroxyapatite Composite Materials and Adsorption to Anion Wastewater
Kang Zhuo1, Zeng Rongying1,2,3*, Tang Wenqing1,2,3, He Zhimin3, Liao Zhiwei1, Cai Fei1, Chen Jing1 (1. Department of Chemistry and Materials Science, Hengyang Normal University, Hengyang 421008； 2. Key Laboratory of Functional Organometallic Materials of Hunan Province College, Hengyang Normal University, Hengyang 421008；
(见(5)~(6)式)。何欣等[15]用羟基磷灰石/壳聚糖复合材料对Cr(VI)
进行吸附，认为复合材料对Cr(VI)吸附效果的提高除了与HAP中
形成表面吸附和离子交换外，由于壳聚糖上存在的氨基和羟基，