羟基磷灰石的制备及吸附水中氟离子性能的分析研究.pdf

摘要 摘要 作为生物体不可缺少的构成成分，羟基磷灰石大概在骨骼的无机成分中占百 分之六十，并且其显示出较好的生物相容性和生物活性。过去十年问，研究者对 羟基磷灰石的合成有了越来越浓的兴趣，大量的羟基磷灰石合成路线被开发，不 同合成方法制备出的羟基磷灰石颗粒特性各异。比如，干法合成、湿法合成、热 分解法均可产生结晶性良好的颗粒。本课题利用传统的化学沉淀法和溶胶．凝胶 法合成纳米结构羟基磷灰石，用来去除水溶液中的氟离子，报告了不同的合成方 法制备出不同形貌结构的羟基磷灰石，且对去氟效果有显著不同，这表明羟基磷 灰石的不同合成方法对氟离子的吸附产生了影响。 结果显示，在25。C时，化学合成法制备的羟基磷灰石的吸附量为1．99mJg， 进行透射电子显微镜分析可知化学沉淀法得出的羟基磷灰石主要呈圆片状，且尺 寸分布较为均一，于溶液中稳定存在，直径平均为五十纳米；X射线衍射分析显 示该图谱与标准羟基磷灰石图谱较为一致；相比较，如果用溶胶凝胶法所制备的 羟基磷灰石的吸附量为1．75mg／g，进行透射电子显微镜分析得知溶胶凝胶法得出 的羟基磷灰石主要呈现出杆状，尺寸分布较为均一，杆的长度在2lam一20l-tm， 宽在50nm左右，此外，X射线衍射分析显示其图谱也与标准羟基磷灰石图谱保 持一致。综上分析，从透射电子显微镜可见两种合成方法所得的样品图像有所区 别，化学沉淀法合成出圆片状，溶胶凝胶则是棒状，从透射电镜图可见溶胶凝胶 法得出的样品更为精细。此外，x射线衍射分析也显示出溶胶凝胶法所合成样品 更为精细，相对强度也较大，说明晶体结构更为整齐有序，结晶度更好。 此外，本文也进一步研究了不同合成方法制备出的羟基磷灰石在氟离子溶液 中的吸附与时间的关系。结果显示：两种合成方法的吸附动力学曲线虽符合 Langmuir一级方程，但计算得出的氟离子吸附量与实际不合，因此其不符合 型，相关系数R：大于0．9990。动力学实验还表明两种羟基磷灰石吸附氟离子的 模型也符合韦伯和莫里斯模型。表明吸附过程可表述为吸附剂表面吸附和孔道缓 慢扩散两个吸附过程。 吸附剂表面吸附在第一阶段显示出较快的吸附速率，这可能归因于此过程为 万方数据 羟基磷灰石的制备与吸附水中氟离子性能研究 氟离子从溶液里扩散到羟基磷灰石表面引起羟基磷灰石的表面吸附，且其拟合直 线均不经过原点，说明内扩散不是控制吸附过程的唯一步骤。而在孔道缓慢扩散 吸附过程中，吸附速率有所下降，这可能归因于氟离子进入羟基磷灰石表面后在 羟基磷灰石内部孔道的缓慢扩散。可见传统化学合成法制备得到的羟基磷灰石在 第一阶段的速率要高于溶胶一凝胶法制备的羟基磷灰石，这与化学合成法得到的 羟基磷灰石颗粒比表面积比较大，吸附效率较高有关；而在第二阶段，溶胶凝胶 法制备的羟基磷灰石的速率要略高于传统化学合成法制备得到的羟基磷灰石，这 可能是由于溶胶一凝胶法制各的棒状羟基磷灰石．其空隙大小要大于传统化学合 成法制备得到的片状的羟基磷灰石。 关键词：羟基磷灰石；化学沉淀法；溶胶凝胶法；氟离子；吸附 Il 万方数据 摘要 Abstract all thehuman of 60％of Hydroxyapatite．asimportantpart body,accountsfol‘approximately the of and the inorganiccompo