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涤纶过滤布表面热压法固着羟基磷灰石颗粒
作者:管理员    发布于:2017-04-27 09:02:09    文字:【】【】【

  羟基磷灰石是种新型的无机吸附剂,由于其超大的比表面积及其特殊的晶体结构,使其对大多数重金属离子和有机污染物都具有良好的吸附固定作用。水中的污染物有多种,如霉菌,病原体,有机物,放射性物质等。因此,去除并回收废水中的重金属离子,净化水源是环境保护的重要课题。目前废水处理的常用方法主要有催化降解法、离子交换法、化学沉淀法、电解法等,然而这些方法成本高,使用过程造成环境的二次污染,因此限制了其实际应用。而羟基磷灰石良好的生物相容性使用不会带来二次污染,可作为新型的环境功能材料用于污染土壤的修复和水体的治理8.传统过滤布功能于去除掉水体中的固体杂质,并没有考虑兼具其他的功能。因此开发多功能性的过滤布具有一定的市场前景。羟基磷灰石主要应用在生物医疗医学和环境污染治理方面。纳米羟基磷灰石的制备及医学应用的研究已越来越受到科研工作者的广泛关注。XU等通过微粒滤除法,制备纳米羟基磷灰石晶体与聚乙烯醇复合水凝胶。ABUBAKER等研究了不同羟基磷灰石含量对复合材料生物活性的影响。在环境污染治理方面,陈杰华等通过添加羟基磷灰石对土壤中铅、镉、铜的吸附,其效果较好。此外,林晓雯等利用溶胶-凝胶法,在羟基磷灰石表面合成硅烷复合材料,对2,4-二氯苯酚吸附进行研究,其吸附效果和选择性都很好。羟基磷灰石在土壤中的应用将有一个很广的前景。

  本论文就是利用羟基磷灰石在环境污染治理方面的应用,以纳米羟基磷灰石颗粒作为重金属离子吸附剂,通过热压法将羟基磷灰石颗粒固着到过滤布的表面。

  1试验1.1材料与仪器涤纶过滤布,大连华隆滤布有限公司;羟基磷灰石颗粒,南京埃普瑞纳米材料有限公司;六偏磷酸钠、四水合硝酸镉、硝酸镉标准液、氨水均购自天津市科密欧化学试剂有限公司。

  -1型精密增力电动搅拌器,常州国华电器有限公司;F600超声波分散机,上海生析超声仪器有限公司;M-100P-UL-CE型纳米微射流分散仪,美国MFIC公司;MN压力成型机,江苏无锡市中凯橡塑机械有限公司;HG9600A型原子吸收光谱仪,沈阳华光精密仪器有限公司。

  1.2试验方法1.2.1纳米羟基磷灰石颗粒的分散选用六偏磷酸钠作为表面活性剂,调节溶液pH810,25C下机械搅拌60min后加入羟基磷灰石,超声波分散10min后在102MPa微射流分散2次制备羟基磷灰石分散液。

  1.2.2热压法固载羟基磷灰石配制好的羟基磷灰石分散液均匀的喷涂到过滤布的表面后130C预焙烘5min,在设定好的温度、压力、和热压时间下进行热压,热压后水洗烘干。计算过滤布的固载率。

  固载率=(册2―叫)/叫采用垂直式气泡法织物孔径测试仪对过滤布的孔径进行测试,并计算过滤布的孔径。

  液体表面张力,cN/m;D为织物的孔径,pm.根据得到的孔径可计算热压后过滤布相对于未处理过滤布的孔径百分率:孔径百分率=A/D. 1.2.4结构表征及形貌分析射仪(D/max-3BX)对制备样品的化学结构组成进行表征,并用扫面电子显微镜(SM-6460LV)观察热压前后过滤布表面的形貌变化。

  1.2.5吸附性能测试25°C下取一定质量的过滤布置于质量浓度约为400mg/L的硝酸镉吸附液中吸附24h,吸附平衡后采用原子吸收分光光度计确定吸附前后溶液中Cd+的浓度,计算Cd+的去除率。

  去除率=p―p)p 2结果与讨论2.1单因素试验以温度、压力、时间和颗粒浓度作为单因素变量,过滤布的孔径百分率和颗粒的固载率作为考察指标,进行单因素试验。初始条件为热压压力2N,温度240C,时间120s,颗粒质量浓度10g/L.热压温度对过滤布孔径和固载率的影响/胼躺画2.1.1热压温度对过滤布孔径和固载率的影响在不同热压温度下,过滤布孔径百分率和固载率的变化如所示。随着温度升高,孔径百分率逐渐下降,且温度越高,下降速度越快;颗粒的固载率呈现先缓慢增加后快速增加的趋势。热压温度越高,大分子运动越强烈,越有利于羟基磷灰石颗粒的嵌入,同时孔径在热压的作用下进一步变小。在245°C时,孔径百分率和固载率均较高。提高热压温度有利于提高固载率,同时过滤布的孔径不会特别降低。

  2.1.2压力对过滤布孔径和固载率的影响2.1.4颗粒质量浓度对过滤布孔径和固载率的影响选择不同颗粒质量浓度进行,热压处理后样品的红外光谱曲线上在562、01和1026cm―1处出现的峰归属为磷酸根的振动吸收峰,证明羟基磷灰石固载于织物表面。

  热压处理前后涤纶过滤布的红外光谱图处出现羟基磷灰石三强峰,在39. 40°、46.21°和49.18°等处出现特征衍射峰,证明羟基磷灰石固着于过滤布表面。

  2.2.3扫描电镜从可以看出,热压后羟基磷灰石颗粒嵌入了过滤表面,且由于外力作用,过滤布表面变得平坦。

  (a)热压前(b)热压后热压处理前后涤纶过滤布的SEM.2.4吸附性能测试将在优热压工艺下处理后的过滤布对镉离子的吸附性能进行测试。在吸附原液质量浓度387.7mg/L时,吸附24h后过滤布对镉离子的去除率可达到42.1. 3结论3N、颗粒质量浓度10g/L的条件下,采用热压法将羟基磷灰石固着到涤纶过滤布表面的固载率可达48.8,此时过滤布的孔径为88.3m.对该条件下制备的样品对镉离子的吸附性能进行了测试,在原液质量浓度为387.7mg/L时,过滤布对镉离子的去除率可达到42.1.FT-IR和XRD结果证实羟基磷灰石固着于过滤布的表面。SEM结果表明羟基磷灰石嵌入涤纶纤维表面,并且纤维被压扁,孔径减小。

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