[发明专利]聚乙烯醇/羟基磷灰石的制备方法及应用

权利要求书

1.聚乙烯醇/羟基磷灰石的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：

步骤1、铜片的预处理；

步骤2、聚乙烯醇/羟基磷灰石PEG/HAP的电化学制备。

2.根据权利要求1所述的聚乙烯醇/羟基磷灰石的制备方法，其特征在于，所述步骤1具体按照以下步骤实施：

去掉高纯无氧铜片表层氧化膜，磨至表面光滑锃亮后，依次在无水乙醇、丙酮中超声清洗3min以除杂，晾干后备用。

3.根据权利要求2所述的聚乙烯醇/羟基磷灰石的制备方法，其特征在于，所述步骤2具体按照以下步骤实施：

在传统三电极工作体系下，采用循环伏安法将步骤1经预处理过的表面光滑的铜片电极即铜片、以及铂电极和饱和甘汞电极分别作为工作电极、对电极和参比电极，在扫描电位范围为-0.8～-1.45V、扫描速率为0.2V/s、扫描圈数为300圈下，于铜片电极表面进行电化学沉积，电沉积过程的支持电解液为pH为6.0的聚乙二醇含量为1％、Ca(NO₃)₂·4H₂O浓度为0.0025mol/L、NaNO₃浓度为0.15mol/L和NH₄H₂PO₄浓度为0.025mol/L的混合电解溶液，保持电解溶液中的钙磷盐含量达过饱和状态，大于HAP的溶度积常数；

电沉积过程结束后，将铜片取出，用蒸馏水清洗数次后，自然晾干得到聚乙烯醇/二水磷酸氢钙PEG/DCPD，后置于浓度为0.05-0.25mol/L的NaOH溶液中浸泡5-30h，浸泡结束后，用蒸馏水冲洗至铜片表面pH为中性，自然晾干即得聚乙烯醇/羟基磷灰石PEG/HAP，后刮下表面涂层待用。

4.聚乙烯醇/羟基磷灰石PEG/HAP去除废水中氟离子的应用。

5.根据权利要求4所述的聚乙烯醇/羟基磷灰石PEG/HAP去除废水中氟离子的应用，其特征在于，具体如下：

分析影响聚乙烯醇/羟基磷灰石除氟效率的因素：

(1)聚乙烯醇/羟基磷灰石PEG/HAP投加量的影响

分别配制等量的浓度为2-10mg/L的F-溶液于6个塑料离心管中，在不同聚乙烯醇/羟基磷灰石PEG/HAP投加量下，即投加量分别为0.1g/L、0.3g/L、0.5g/L、0.7g/L、0.9g/L、1.0g/L，于15-55℃恒温水浴箱中振荡2-6h，后取上清液测定F-浓度；

(2)F-初始浓度的影响

向5个塑料离心管中倒入等量但不同浓度的F-溶液，F-溶液浓度分别为2mg/L、4mg/L、6mg/L、8mg/L、10mg/L，固定聚乙烯醇/羟基磷灰石PEG/HAP的投加量为0.1-1.0g/L，在15-55℃恒温水浴箱中反应2-6h，反应结束后取上清液测定F-浓度；即F-初始浓度测定；

(3)pH的影响

分别配制等量2mg/L的F-溶液于塑料离心管中，用HCl或NaOH依次调节溶液pH为3、4、5、6、7、8、9、10，固定聚乙烯醇/羟基磷灰石PEG/HAP的投加量为0.1-1.0g/L，后在15-55℃恒温水浴箱中振荡2-6h，取上清液测定F^-浓度；

(4)温度的影响

配制不同浓度的F^-溶液于塑料离心管中，固定聚乙烯醇/羟基磷灰石PEG/HAP的投加量为0.1-1.0g/L，在不同温度下恒温振荡反应，后取其上清液测定F^-浓度；

(5)共存阴离子的影响

分别配制等量含不同浓度阴离子的2mg/L F^-溶液于塑料离心管中，阴离子分别为Cl^-、NO₃^-、SO₄^2-、CO₃^2-，固定聚乙烯醇/羟基磷灰石PEG/HAP的投加量为0.1-1.0g/L，在15-55℃下振荡反应2-6h，后取其上清液测定F^-浓度；

(6)吸附剂的再生

配制2mg/L F^-溶液于塑料离心管中，固定聚乙烯醇/羟基磷灰石PEG/HAP的投加量为0.1-1.0g/L，在15-55℃下振荡反应2-6h，当完成一次吸附实验后，取其上清液测定F^-浓度；后将该PEG/HAP吸附剂在NaOH浓度为0.1-0.3mol/L条件下再生10-20h，再生完成后再投入新的2-10mg/L F^-溶液中进行吸附反应，反应2-6h后取上清液测定F^-浓度；该过程记为一次再生吸附实验。

6.根据权利要求5所述的聚乙烯醇/羟基磷灰石PEG/HAP去除废水中氟离子的应用，其特征在于，所述废水具体为下：

含Na⁺浓度25mg/L、NO₃^-浓度10mg/L、SO₄^2-浓度10mg/L、CO₃^2-浓度20mg/L、Mg²⁺浓度40mg/L、Ca²⁺浓度15mg/L、K⁺浓度15mg/L、Cl^-浓度150mg/L的2mg/L F^-溶液于塑料离心管中作为模拟实际含氟废水，固定PEG/HAP的投加量为0.5g/L，在25℃下振荡反应3h，后取其上清液测定F^-浓度。