羟基磷灰石纳米带的制备及其在La(Ⅲ)去除中的应用
稀土元素广泛存在于自然界,在地壳中分布很广.近年来,随着稀土资源的开发及在工业和日常生活中使用量的不断增长,大量的稀土元素进入环境.这些进入环境中的稀土元素,当其被人体吸入或从食物链进入人体时,可在人体内蓄积,从而对人类健康产生不利影响和损害.镧是地壳中含量最为丰富的稀土元素，其化学行为与其他镧系元素和一些锕系元素相似，被认为是典型的稀土元素。La一旦进入人体能够阻碍人类和动物细胞内的钙离子通道，改变和抑制酶的活性，甚至影响神经传导。因此，环境中稀土元素La的去除和回收引起了人们极大关注。本实验选取三嵌段共聚物F127为模型矿化调节剂，以Ca(NO3)2为钙源，(NH4)2HPO4为PO43-源，在低温95℃成功制备出羟基磷灰石纳米带。实验结果显示，溶解有F127的Ca(NO3)2溶液和(NH4)2HPO4溶液在室温下混合搅拌，首先得到的CaHPO4·2H2O前驱体，然后将此前驱体置于95℃恒温水浴中静置16小时，前躯体CaHPO4·2H2O转变为长约10微米、宽约500纳米的羟基磷灰石纳米带。一系列不同时间恒温水浴处理的实验结果显示，前躯体CaHPO4·2H2O经过Ca8H2(PO4)6·5H2O到CaHPO4，并最终形成羟基磷灰石纳米带。F127在前驱体制备和转化过程中分别主要以单体和胶束形式存在，通过与溶液中钙离子结合，影响钙磷酸盐生成速率。此外，为了考察所得的HAP纳米带对稀土元素镧的去除能力，低浓度（1mg/L、5mg/L、10mg/L、20mg/L）和高浓度（1g/L）La(Ⅲ)离子的批去除实验被进行。实验结果显示，处理后的低浓度溶液中La(Ⅲ)离子的浓度低于0.1mg/L，符合美国环保局在饮用水中的规定限值；在高浓度溶液中，La(Ⅲ)离子的最大去除量为750mg/g。两组实验均在2小时左右达到吸附/去除平衡，表现出高的去除速率。考虑到稀土元素化学性质的相似性，本实验所制得的羟基磷灰石纳米带可能在稀土元素的分离和回收方面有着重要的应用价值。
羟基磷灰石纳米带 制备工艺 镧离子 污染吸附
陈艳 陈媛媛 姚奇志 周根陶
中国科学院壳幔物质与环境重点实验室,中国科学技术大学地球和空间科学学院,合肥,230026 中国科学技术大学化学与材料科学学院,合肥,230026
国内会议
第二届中国纳米地球科学学术研讨会暨2016年纳米地球科学国际学术研讨会
青岛
中文
216-216
2016-11-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）