Ti(Ⅳ)与铜离子共掺杂的羟基磷灰石薄膜弱紫外光杀菌研究

采用共沉淀水热合成和离子交换的方法,制备了钛与铜离子共掺杂的羟基磷灰石(Ca10(PO4)6(OH)2:HAP)(HAPTiCu),以大肠杆菌为目标物,研究了不同材料负载的多孔镍网薄膜在弱紫外光下的杀菌活性.结果表明,HAPTiCu在弱紫外光下具有高效杀菌效率,并远远高于HAPTi和P25 TiO2薄膜.这主要是铜离子的抗菌与光催化分解细菌的协同作用的结果.电子自旋共振(ESR)研究表明杀菌反应的主要活性物种是O2-.HAPTiCu薄膜释放的铜离子在光催化杀菌反应过程中,被光催化还原沉积在表面,导致了较低的铜离子溶出,从而保证了材料的稳定性.     

腐殖酸负载羟基磷灰石对废水中Cd2+吸附性能的影响

以硝酸钙、磷酸氢二铵和腐殖酸为原料,制备了腐殖酸负载羟基磷灰石(HA/HAP)复合吸附剂.同时,利用SEM、BET、FT-IR、XRD对复合吸附剂结构和形貌进行表征,研究了HA/HAP对废水中Cd~(2+)的吸附工艺.结果表明,腐殖酸使羟基磷灰石孔容和孔径增大、比表面积减小,从而提高了羟基磷灰石的吸附性能.在pH=6、吸附剂投加量为800 mg、接触时间为180 min时吸附率最佳,为98.3%.HA/HAP对废水中Cd~(2+)的吸附是自发的、吸热的、可持续的化学吸附,反应前120 min适合采用准一级动力学伴随着内扩散模型描述,后120 min适合采用准二级动力学伴随着内扩散模型描述,Dubinin-Radushkevich(D-R)等温线模型拟合的吸附数据在不同温度下效果最好(R~20.98),吸附量分别为259.15、266.05和264.66 mg·g~(-1).研究表明,静电吸附到腐殖酸活性位点后Cd~(2+)主要以络合反应被吸附到羟基磷灰石的表面和两个羟基中间.     

羟基磷灰石的湿法制备及其对Fˉ的吸附特性研究

通过湿法制备了不同Ca/P比的羟基磷灰石,并研究了其对Fˉ的吸附特性。结果表明,HAp晶体的结晶形态对吸附效果有很大影响。Ca/P越低,吸附效果越差;结晶度越低,吸附效果越好。最佳吸附条件为Fˉ初始浓度为20mg/L;HAp用量为2g;吸附时间为120min,pH值为5。HAp晶体对Fˉ的吸附机理主要为溶解沉淀、离子交换作用。合成羟基磷灰石对Fˉ的吸附研究,对开发我国丰富的磷矿石资源也有重要的指导意义。     

生物模板法制备纳米羟基磷灰石去除水体中的三氯生

以棉花作为生物模板制备出具有棉花形貌的纳米羟基磷灰石(HAP),并将其运用于水体中三氯生的吸附去除研究。采用X射线粉末衍射仪、傅里叶红外、扫描电镜、透射电镜表征了吸附前后HAP的物相组成、官能团、形貌和颗粒尺寸变化。考察了初始pH、时间和温度对HAP吸附三氯生的影响。动力学数据符合准二级动力学模型,颗粒内扩散不是唯一的限速步骤;平衡吸附数据符合Langmuir等温吸附模型;热力学参数吉布斯自由能(ΔG0)、焓变(ΔH0)、熵变(ΔS0)值揭示三氯生吸附至HAP上是一个自发吸热的过程。对比其他吸附剂,HAP具有高吸附量且环境友好的优势。     

用于地下水除氟的羟基磷灰石制备及其除氟效能

针对地下水中氟离子的去除分别合成了粉状和球状两种羟基磷灰石,利用红外光谱扫描、电镜扫描、X射线衍射仪、X射线能谱小试实验分析其基本特征,并进一步利用小试实验确定其对水中氟离子的去除效能.结果表明,制备的粉状羟基磷灰石具有较高的纯度,但结晶度相对较低;而球状羟基磷灰石则较为规则、带孔隙的球形颗粒,粒径约为1mm左右.粉状羟基磷灰石对徐州地下水中氟离子的去除容量约为15.2mg/g,且其去除速度较快,主要集中在30min以内;球状羟基磷灰石对地下水中氟离子的去除容量约为7.5mg/g,但其去除过程持续时间较长.利用粉状和球状羟基磷灰石组合的工艺可将地下水中的氟离子浓度降低至0.8~0.9mg/L,且去除效果稳定.综上所述,粉状和球状羟基磷灰石的组合工艺可用于地下中氟离子的去除.     

掺硅碳羟基磷灰石的制备及其对Pb2+的吸附性能

以废弃蛋壳、硅酸钠为原料,采用水热法制备掺硅碳羟基磷灰石(Ca10(PO4)6-x-y(SiO4)x(CO3)y(OH)2-x-y,Si-CHAP),研究其对溶液中Pb2+子的吸附性能.采用BET比表面积、红外光谱、X光衍射、扫描电镜等分析手段对样品进行表征,实验考察了pH值、反应时间以及温度等对Si-CHAP吸附Pb2+的影响.结果表明,Si-CHAP是一种具有较大比表面积的介孔材料,其比表面积为323.25m2/g.Pb2+初始浓度为300mg/L并加入2g/L的吸附剂,室温下反应时间90min后,Si-CHAP对溶液中铅离子去除率和吸附容量分别为99.39%和149.09mg/g. Langmuir等温吸附方程能较好描述铅离子在Si-CHAP上的吸附平衡,准二级动力学方程式描述铅离子在Si-CHAP上吸附的最佳吸附动力学模型,热力学参数表明Si-CHAP吸附铅离子是自发、吸热和熵值增加过程.     

不同钙磷比例羟基磷灰石对镉离子的吸附研究

采用化学沉淀法,制备不同Ca/P比例的羟基磷灰石(HA)粉体吸附剂以去除废水中的Cd2+。吸附实验结果表明,HA的不同钙磷比例、煅烧温度、作用时间、pH值及吸附温度等因素均能影响HA对Cd2+的吸附效果。实验得出采用煅烧400℃干燥后的钙磷比例为1.63的HA粉体,在溶液温度40℃,pH为5,吸附2.5 h后达到最佳吸附效果。最大吸附量为39.68 mg/g,去除率高达99.2%。HA对Cd2+等温吸附线基本符合Langmuir模式和Freundlich模式。     

氟羟基磷灰石的制备及对重金属离子吸附研究

采用动态水热法制备出了含氟硅酸钙粉体。磷酸盐改性后得到含氟羟基磷灰石(FHAs)吸附材料。采用SEM、BET等手段对吸附材料的形貌和比表面积进行了表征;通过静态吸附实验探究了溶液pH、初始离子浓度、温度和吸附时间等因素对材料吸附性能的影响。实验结果表明,吸附过程符合准二级动力学方程;氟羟基磷灰石对污水中Pb~(2+)、Cd~(2+)重金属离子具有高效的吸附能力,吸附量分别可达112.5 mg/g和95.3 mg/g,重金属离子去除率均高达99.6%。     

无机磷细菌的分离、筛选和鉴定

通过配制相应的适合无机磷细菌生长的培养基,分别从麦根际、茶根际和被草木灰覆盖的土壤中分离筛选出了三株细菌.通过常规的细菌分离、筛选和鉴定的步骤,并且查阅相关文献资料,初步得出这三株菌均属于邻单孢菌属(Plesiomonas Habs and Schubert).无机磷细菌是一种重要的土壤细菌,能够分解磷灰石[Ca3(PO4)2]等难溶性物质释放出磷,从而明显地改善土壤的品质.     

改性天然磷灰石促进Pb/Zn复合污染土壤的稳定化修复

采用草酸和柠檬酸分别与天然磷灰石共培养以对其改性,并将改性磷灰石用于Pb/Zn复合污染土壤的稳定化修复,借助XRD、FTIR等仪器方法表征改性磷灰石的物相组成及其P结合形态的转变,采用TCLP方法评价改性天然磷灰石对土壤重金属的修复效果.研究表明,草酸改性磷灰石诱导了草酸钙生成,并且32.4%的P由稳定形态转化为水溶态,而柠檬酸改性未能使磷灰石主要成分发生显著变化,仅有0.28%的P转化为水溶态P.与天然磷灰石相比,改性磷灰石提高了对Pb和Zn的稳定性.草酸改性磷灰石可同时有效地稳定土壤中的Pb和Zn,稳定化效率分别为68%—100%和64%—73%,其固定机制主要是形成难溶的磷酸盐沉淀;柠檬酸改性磷灰石对Pb和Zn的稳定化效率分别为20%和62%—69%,对Pb和Zn的稳定性主要是通过吸附作用.总之,草酸改性磷灰石对Pb和Zn的稳定化优于柠檬酸改性磷灰石,是一种高效经济的土壤重金属稳定化修复材料.