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碳羟基磷灰石(CHAP)是羟基磷灰石(HAP)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,对重金属离子有更好的表面特性和离子交换与吸附性能。CHAP对有机废水和各种含重金属离子的废水具有多种吸附作用,具有较高的治理效果。本文利用动态油热合成法,以蛋壳为原料,尿素为添加剂合成CHAP。对制备的CHAP样品进行Ca/P测定和红外光谱分析。合成的CHAP产品Ca/P为2.06,高于HAP理论Ca/P值1.67;对样品进行红外测试,IR图中明显出现PO43-、CO32-、OH-波峰。重点研究了利用制备的CHAP去除有机工业废水和含Pb2+、Cd2+、Cu2+、Zn2+的重金属模拟废水的效果。考查了pH值、吸附时间、温度、吸附剂用量以及废水初始浓度等因素对吸附效果的影响,并从理论上初步分析了各自的吸附机理。实验结果表明: CHAP对色度为250倍和COD值为1610mg/L的有机废水,在常温下、pH为6、反应60min、CHAP用量为18g/L时,色度和COD的去除率均超过80%。对含Pb2+、Cd2+、Cu2+、Zn2+废水的去除效果更为明显,金属离子的去除率均大于98%。CHAP去除四种重金属废水的最佳吸附条件和吸附效果分别是:对750mg/L的Pb2+废水,在35℃下、pH为3.5、反应30min、CHAP用量为0.6g/L,去除率达到99.90%;对30 mg/L的Cd2+废水,在35℃下、pH为6、反应35min、CHAP用量1g/L,去除率达到99.90%;对60 mg/L的Cu2+废水,在35℃下、pH为6、反应60min、CHAP用量5g/L,去除率达到99.30%;对50 mg/L的Zn2+废水,在35℃下、pH为6、反应60min、CHAP用量3g/L,去除率达到98.75%。CHAP对以上四种离子的吸附都符合Langmuir和Freundlich方程。从热力学和动力学角度分别探讨了吸附机理,可知吸附反应都属于自发进行,属于吸热反应,反应容易进行,很快就达到吸附平衡。综合吸附实验数据及理论分析可以看出:将CHAP用于废水的处理与环境修复,具有较好的经济效益和社会效益,在环境保护领域有广阔的应用前景。