李 丹,秦冬玲,杨 刚

(南京工业大学 材料化学工程国家重点实验室,江苏 南京 211800)

近年来,随着冶炼、电解电镀、医药、染料、蓄电池生产及机械制造、有色金属加工等产业的快速发展,产生了大量含重金属离子的废水[1-2]。在重点监测的重金属污染企业中,约40%的企业存在铅污染[2-3]。由于重金属污染物难降解,一旦排放进入环境中就会造成永久性污染,不但对土壤和水体中的微生物有很大危害,而且会通过食物链的逐级累积,危害人类身体健康。传统重金属废水处理方法主要有吸附法、化学沉淀法、离子交换树脂法、反渗透法、膜分离法以及萃取法等,其中吸附法因操作简单、成本较低、处理效果好而得到广泛应用[3-4]。

羟基磷灰石(Ca10(PO4)6(OH)2,HAP)为人体骨骼和牙齿的主要无机成分,属于六方晶系离子晶体[5-6]。Kawasaki等[7]提出HAP表面有两种钙离子(Ca(Ⅰ)和Ca(Ⅱ)),两者的摩尔比为2∶3,两种钙环境对应两种吸附位置,当HAP在水溶液中时,位于HAP晶体表面的Ca在某一瞬间会形成空缺,由于Ca(Ⅰ)与6个带负电荷的O原子相连,而Ca(Ⅱ)与3个带负电荷的O原子相连,使得Ca的位置易被与Ca2+具有相似性质的阳离子取代,从而使HAP具有较好的吸附效果。

以传统的共沉淀法制备的HAP虽然结晶度较高,晶型较为规整,但粒径较大,吸附量较低。以葡萄糖的碱性溶液为反应介质,葡萄糖分子在水中以分子间氢键聚集形成笼型,可以减小反应产物的粒径,控制反应产物的形状,在室温条件下可得到粒径较小的HAP[8-9],该反应介质在制备纳米粒子的过程中被广泛应用。……