摻羥基磷灰石牙膏對(duì)多種重金屬離子吸附作用的研究.pdf

1、羥基磷灰石(hydroxyapatite，HA)具有良好的吸附性能，可以用于口腔清潔，將其應(yīng)用于牙膏中能夠清新口氣、增白牙齒、去除牙菌斑、促進(jìn)牙齒再礦化，保護(hù)牙釉質(zhì)。本課題組前期實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)摻HA牙膏抗牙本質(zhì)過敏的效果良好，對(duì)高濃度的鉻離子的去除作用比較明顯。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，采礦、冶金、制革等工業(yè)排放的重金屬?gòu)U水越來(lái)越多。來(lái)自礦區(qū)、工廠、生活區(qū)的污水中含有的多種重金屬離子，造成了地表、地下水質(zhì)的污染。HA摻入牙膏對(duì)水溶液中其他常見的重金屬離

2、子是否具有吸附效果值得研究。
　　 目的：
　　 本研究摻HA牙膏對(duì)重金屬離子的吸附實(shí)驗(yàn)分為兩個(gè)部分:摻HA牙膏對(duì)單一重金屬離子的吸附和摻HA牙膏對(duì)混合重金屬離子的吸附。分別考察摻不同粒徑HA的牙膏對(duì)重金屬離子吸附的量效關(guān)系，同時(shí)研究了摻HA牙膏對(duì)重金屬離子吸附的穩(wěn)定性及作用機(jī)制。
　　 方法：
　　 取體積為50 mL離子溶液分為4組，分別加入1.00 mL一定濃度牙膏懸液，按牙膏種類分為摻3％80 n

3、m HA牙膏、摻3％300 nm HA牙膏、摻3％600 nm HA牙膏、空白牙膏4組。靜置反應(yīng)1d后取上清液，用電感藕合等離子發(fā)射光譜儀(Inductively coupled plasma emission spectrometer，ICP)測(cè)定剩余離子的濃度，計(jì)算吸附率。使用能譜儀(Energy Disperse Spectroscopy, EDS)檢測(cè)反應(yīng)所得沉淀物粉末的元素組成。重復(fù)上述方法配置反應(yīng)體系，靜置14d、28 d，

4、再次測(cè)量殘余離子濃度并計(jì)算吸附率。
　　 結(jié)果：
　　 〈1〉摻HA牙膏對(duì)單一離子有較強(qiáng)的吸附效果，隨著加入牙膏懸液濃度的提高，反應(yīng)體系中殘存Pb2+、Cu2+、Cd2+、Zn2+離子濃度均呈逐漸降低趨勢(shì)，其中對(duì)Pb2+的吸附以摻300 nm HA牙膏懸液吸附能力最強(qiáng)，達(dá)到92.65 mg/g，吸附率超過99.50％;吸附是持續(xù)的過程。對(duì)Cd2+的去除也以摻300 nm HA牙膏懸液吸附能力最強(qiáng)，達(dá)11.73 mg/g，

5、吸附率89.80％;吸附是一個(gè)持續(xù)的過程，無(wú)解吸附現(xiàn)象。3組摻HA牙膏對(duì)Cu2+吸附率無(wú)明顯區(qū)別，但是實(shí)驗(yàn)組明顯高于空白牙膏組，吸附率超過75％，最大吸附能力達(dá)305 mg/g;在低濃度時(shí)吸附不穩(wěn)定，出現(xiàn)解吸附現(xiàn)象，高濃度時(shí)吸附較穩(wěn)定。摻300 nm HA牙膏組對(duì)Zn2+吸附能力為11.65 mg/g，吸附率達(dá)52.92％;吸附較穩(wěn)定，無(wú)解吸附現(xiàn)象。
　　 〈2〉摻HA牙膏溶液與重金屬離子溶液反應(yīng)后離心沉淀形成的粉末經(jīng)EDS檢測(cè)

6、發(fā)現(xiàn)粉末，沉淀物中存在相同的重金屬元素，進(jìn)一步證實(shí)重金屬陽(yáng)離子溶液中的重金屬離子被摻HA牙膏所吸附。
　　 〈3〉在混合離子溶液中摻HA牙膏對(duì)混合離子也有較強(qiáng)的吸附，摻300 nm HA牙膏吸附作用最強(qiáng)，對(duì)重金屬離子的吸附Pb2+＞Cu2+＞Cd2+＞Zn2+，但是摻HA牙膏對(duì)混合離子吸附率低于對(duì)單一離子的吸附率，提示混合離子間對(duì)吸附存在競(jìng)爭(zhēng)抑制現(xiàn)象。
　　 結(jié)論：
　　 摻HA牙膏對(duì)Cd2+、Zn2+、Pb2+