[发明专利]一种碳羟基磷灰石的制备方法

说明书

一种碳羟基磷灰石的制备方法，按以下步骤：（1）收集石灰岩，清洗、干燥后，将石灰岩研磨成粉，过100目、200目筛，备用；（2）按照磷源与钙源质量比为2:1的比例，称取反应物，将反应物倒入碘量瓶中，加入少量水、一个搅拌子；然后，将碘量瓶放在磁力搅拌器中，控制温度40℃，转速20r，搅拌96小时；（3）之后抽滤，用去离子水洗涤3次，将得到的滤饼烘干，研磨成粉，放到真空干燥箱中干燥。本发明反应装置要求简单，只需要碘量瓶，磁力搅拌器，烘箱等，生产过程简单；所用原料石灰岩来源广泛，价格便宜，降低了制备碳羟基磷灰石的成本。

技术领域

本发明属于化学材料制备技术领域，具体涉及一种利用石灰岩一步合成碳羟基磷灰石的方法。

背景技术

随着现代工业的快速发展，大量行业如电镀、金属加工、制革等产生大量含重金属的废水，使水体污染现象越来越严重。这些重金属通过食物链而富集，构成对生物和人体健康的严重威胁。重金属是人体不可缺少的元素，其含量很少，但是超量就会产生各种症状。因此为了避免重金属对水体的污染，世界各国科学家一直在努力寻求处理重金属污染的方法。

国内外学者对重金属污染的治理问题做了大量的研究，目前已开发应用的废水处理方法主要有离子交换法、沉淀法和电解法等。虽然控制重金属污染的方法有很多，但不同程度地存在处理成本高、难重复利用、造成二次污染、工艺复杂、目标金属离子单一、对重金属离子选择性差等问题，特别是对低浓度重金属废水无法取得理想的处理效果。相比之下吸附法，具有适用范围广、反应速度快、可适应不同反应条件、环境友好等优势。吸附法常用的材料有壳聚糖类水凝胶，沸石，硅藻土，碳羟基磷灰石等。壳聚糖类水凝胶是由壳聚糖和醋酸溶液、戊二醛等合成，制备廉价，但是其具有易挥发、凝胶性质不稳定等缺点。沸石一般采用硅酸钠水溶液和铝酸钠水溶液，并按规定的比例混合生成铝硅酸凝胶，将其加热、结晶化合成，原料易得，但是其吸附容量小，用量大。硅藻土是由硅质沉积岩经过擦洗法或酸浸法提纯得到，硅藻土具有孔隙度大、吸收性强、化学性质稳定、耐磨、耐热等特点，但是提纯硅藻土时，耗能大、成本高且污染环境。而碳羟基磷灰石相比其它吸附剂而言，其制备成本低、制备操作简便、吸附效果好，是一种良好的吸附剂。

碳羟基磷灰石是羟基磷灰石（HAP）的一种类质同像替换的新型矿物，它具有与HAP相同的特殊晶体化学特点，对重金属离子有优良的表面特性和离子吸附与交换性能，能对重金属离子产生多种吸附作用，达到较高的治理重金属废水目的。近些年来，一些学者在研究磷灰石去除水溶液中重金属离子的研究方面发现，融入CO₃^2-的羟基磷灰石，其结晶度下降，结构明显畸变，比表面积和有效表面活性增大，更有利于对重金属的吸附。

碳羟基磷灰石对这些重金属废水均具有较强的吸附性能，不但简便、有效、成本低，且重金属离子在脱吸附时的释放率较低，较少二次污染。碳羟基磷灰石在常温常压下能很好地固化水溶性重金属离子，是一种有广阔应用前景的绿色洁净环境功能材料，具有极大的研究开发和利用价值。

碳羟基磷灰石的制备方法很多，有沉淀法、水热反应法等。其中水热法可以得到纯度较高的粒子，但是该法在高温高压条件下，要求耐高温高压的密闭容器，操作比较复杂而且费用昂贵。碳羟基磷灰石的制备局限于合成条件苛刻，操作复杂。如何简单、低成本的合成碳羟基磷灰石成为了目前待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种利用石灰岩一步合成碳羟基磷灰石的方法，从而简化制备碳羟基磷灰石的工艺，降低制备碳羟基磷灰石的成本。

本发明通过以下的技术方案实现的。

本发明所述的一种碳羟基磷灰石的制备方法，以石灰岩为钙源，磷酸氢二铵、磷酸二氢铵等磷酸盐为磷源，以水为溶媒，在40℃，20r的条件下反应96小时天制得。

本发明所述的一种碳羟基磷灰石的制备方法，按以下步骤。

（1）收集石灰岩，清洗、干燥后，将石灰岩研磨成粉，过100目、200目筛，备用。