陳冬芝1，趙帥帥1，崔科叢1，張秀梅1，劉勝2，張勇1，
3
（1.浙江理工大學(xué)先進(jìn)紡織材料與制備技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，杭州
310018；2.北京林業(yè)大學(xué)理學(xué)院，北京
100083；3.華南理工大學(xué)制漿造紙工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，
廣州510641）Performance of hydroxyapatite adsorption materials for Sb （芋）removal from water
CHEN Dong-zhi 1，ZHAO Shuai-shuai 1，CUI Ke-cong 1，ZHANG Xiu-mei 1，LIU Sheng 2，ZHANG Yong 1，
3
（1.Key Laboratory of Advanced Textile Materials and Manufacturing Technology of Ministry of Education ，Zhejiang Sci-Tech University ，Hangzhou 310018，China ；2.College of Science ，Beijin
g Forestry University ，Beijing 100083，China ；3.State Key Laboratory of Pulp and Paper Engineering ，South China University of Technology ，Guangzhou 510641，China ）Abstract ：In order to solve the problem of total antimony emission in dyeing wastewater from polyester fiber production袁mi鄄
cro-and nano-hydroxyapatite 淵HAP冤as well as polymeric ferric sulfate 淵PFS冤were employed to construct ad鄄sorption materials.The performance of the different adsorption materials for Sb淵芋冤removal were evaluated.Their electrochemical properties袁apparent and internal structures were also characterized by ICP袁zeta poten鄄tial袁BET and FESEM.The positive results showed that the adsorption capacities of micro-HAP袁nano-HAP袁micro-HAP+PFS and nano-HAP+PFS袁reached 64.5%袁74.9%袁80.0%and 97.5%for the Sb淵芋冤in water respectively.The iron hydroxy groups in PFS could complex with Sb淵芋冤.This could strengthen the HAP adsorp鄄tion for Sb淵芋冤in water.The suitable HAP adsorption materials could be lected for the application in remov鄄ing Sb淵芋冤from dyeing wastewaters according to the specific water quality and treatment requirements.
Key words ：hydroxyapatite
（HAP ）；dyeing wastewater ；antimony ；adsorption removal 摘要：為了有效解決聚酯纖維原料印染廢水總銻超標(biāo)問題，使其達(dá)標(biāo)排放、減少環(huán)境污染，以微米和納米羥基磷灰
石（HAP ）配合聚合硫酸鐵（PFS ）構(gòu)建吸附材料，通過優(yōu)化吸附水體中Sb （芋）工藝條件，研究不同組成吸附材料對Sb （芋）的吸附性能；借助ICP 、zeta 電位、BET 、FESEM 對吸附材料的電化學(xué)屬性、表觀及內(nèi)部結(jié)構(gòu)等
進(jìn)行分析與表征。結(jié)果表明：微米和納米HAP 、微米HAP+PFS 、納米HAP+PFS 對水體中Sb （芋）吸附能力分別達(dá)到64.5%、74.9%、80.0%和97.5%，PFS 中鐵羥基可與Sb （芋）發(fā)生表面絡(luò)合吸附，對于協(xié)助HAP 吸附水體中Sb （芋）起到強(qiáng)化作用，可以考慮根據(jù)具體水質(zhì)情況和處理要求，選擇適宜HAP 組合，應(yīng)用于印染廢水中Sb （芋）的吸附去除過程。
關(guān)鍵詞：羥基磷灰石（HAP ）；印染廢水；銻；吸附去除中圖分類號(hào)：TQ424.2；X791
文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A
文章編號(hào)：員遠(yuǎn)苑員原園圓源載（圓園20）園3原園園41原07
收稿日期：2019-12-30
基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（61571002）；浙江省公益技術(shù)應(yīng)用研究項(xiàng)目（2017C31034）；浙江省基礎(chǔ)公益研究計(jì)劃項(xiàng)目
（LGF18C160002）；制漿造紙工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金項(xiàng)目（201758）
第一作者：陳東芝（1961—），女，高級實(shí)驗(yàn)師，主要研究方向?yàn)榧徔椘泛笳砑夹g(shù)。E-mail ：*************** 通信作者：張勇（1980—），男，博士，副教授，主要研究方向?yàn)楣I(yè)廢水污染控制技術(shù)。E-mail ：
****************** 天津工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)允韻哉砸暈粵蘊(yùn)韻云栽隕粵暈GONG 哉暈隕災(zāi)耘砸雜隕栽再
第39卷第3期圓園20年6月
Vol.39No.3June 2020
DOI ：10.3969/j.issn.1671-024x.2020.03.007
隨著我國工業(yè)的快速發(fā)展，工業(yè)廢水排放量迅猛增加，對自然水體污染日益加重。印染廢水作為工業(yè)
廢水最主要排放源之一，引發(fā)的環(huán)境污染問題備受關(guān)注[1-4]。在紡織工業(yè)中，銻及其化合物是生產(chǎn)聚酯纖維
的常用催化劑，是銻鹵阻燃體系的重要組成部分，在染料等紡織化學(xué)品中也存在銻，殘留在織物面料中，
在后續(xù)退漿、堿減量、染色等印染工序大量釋放，導(dǎo)致銻排放及污染問題突出[5-7]。銻毒性與砷類似，對人和
. All Rights Rerved.
第39卷天津工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)
生物體有毒性和致癌性，已被美國及歐盟列入優(yōu)先控制污染物范疇[8-10]；我國《GB4287-2012紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定：企業(yè)廢水中總銻的直接和間接排放限值均為100滋g/L[11-13]。以聚酯纖維為原料的印染廢水銻的有效去除，已成為紡織工業(yè)亟待解決的重要問題。
吸附法具有高效、易操作、選擇性好等特點(diǎn)，是物化法中去除廢水金屬污染的最常用方法。其中，吸附劑比表面積、孔結(jié)構(gòu)、表面結(jié)構(gòu)和對吸附質(zhì)的親和能力直接決定著吸附法的凈化效果[14-17]。羥基磷灰石（HAP）為多孔性固體晶粒，表面含有大量活性吸附位點(diǎn)，已被應(yīng)用于去除特定化學(xué)污染、凈化水質(zhì)和吸附金屬污染物等[18-22]。本文即以微米和納米HAP為基礎(chǔ)吸附材料，配合富含鐵羥基的聚合硫酸鐵（PFS），通過優(yōu)化吸附工藝條件，考查其吸附去除水體中Sb（芋）性能，評估將其應(yīng)用于印染廢水中總銻去除的潛力。
1實(shí)驗(yàn)部分
1.1材料與儀器
材料：微米和納米HAP、PFS、酒石酸銻鉀，分析純，上海阿拉丁化學(xué)試劑有限公司產(chǎn)品；鹽酸（HCl）、硝酸（HNO3）、氫氧化鈉（NaOH）、陰離子型聚丙烯酰胺（APAM），分析純，杭州高晶精細(xì)化工有限公司產(chǎn)品。
儀器：ELB2000型電子天平，日本SHIMADZU公司產(chǎn)品；真空干燥箱，上海一恒科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品；Milli-Q Biocel型純水儀，美國Millipore公司產(chǎn)品；電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司產(chǎn)品；CJB-S-5D型，多點(diǎn)磁力攪拌器，鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司產(chǎn)品；PQ9000型電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀，德國耶拿分析儀器股份公司產(chǎn)品；ZS90型電位分析儀，英國Malvern公司產(chǎn)品；S-4800型場發(fā)射掃描電鏡，日本Hitachi公司產(chǎn)品；ESCALAB250Xi 型X射線光電子能譜儀，美國ThermoFisher Scientific 公司產(chǎn)品；3H-2000PS1型全自動(dòng)快速比表面與孔隙度分析儀，貝士德儀器科技（北京）有限公司產(chǎn)品。
1.2實(shí)驗(yàn)方法
1.2.1Sb（芋）標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制
準(zhǔn)確稱取0.274g酒石酸銻鉀固體溶于去離子水中，轉(zhuǎn)移至1L的容量瓶內(nèi)定容，配成銻質(zhì)量濃度為100
mg/L Sb（芋）標(biāo)準(zhǔn)溶液；用移液槍分別移取0、2、4、6、8和10mL銻離子溶液于離心管中，去離子水稀釋至10mL，對應(yīng)Sb（芋）質(zhì)量濃度為分別為0、20、40、60、80和100mg/L；通過ICP進(jìn)行測試，繪制濃度與信號(hào)強(qiáng)度關(guān)系曲線，即Sb（芋）溶液標(biāo)準(zhǔn)曲線。
1.2.2HAP吸附Sb（芋）優(yōu)化實(shí)驗(yàn)
稱取適量Sb（芋）標(biāo)準(zhǔn)溶液于燒杯中，去離子水稀釋至50mL，攪拌均勻；用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的NaOH或HCl溶液調(diào)節(jié)pH值；調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速至250r/min，加入適量HAP進(jìn)行吸附，加入1mL APAM溶液緩慢攪拌5min，靜置10min，取上清液，通過ICP測定上清液Sb（芋）含量，計(jì)算Sb（芋）去除率。HAP吸附Sb（芋）L9（34）正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如表1所示。以Sb（芋）去除率為衡量標(biāo)準(zhǔn)，評價(jià)HAP吸附去除水體中Sb（芋）效果。
1.2.3HAP+PFS吸附Sb（芋）優(yōu)化實(shí)驗(yàn)
稱取適量Sb（芋）標(biāo)準(zhǔn)溶液于燒杯中，去離子水稀釋至50mL，攪拌均勻；用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的NaOH或HCl溶液調(diào)節(jié)pH值；調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速至250r/min，加入適量HAP和PFS進(jìn)行吸附，加入1mL APAM溶液緩慢攪拌5min，靜置10min，取上清液，通過ICP測定上清液Sb（芋）含量，計(jì)算Sb（芋）去除率。HAP+PFS吸附Sb（芋）L16（45）正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如表2所示，以Sb（芋）去除率為衡量標(biāo)準(zhǔn)，評價(jià)HAP+PFS吸附去除水體中Sb（芋）效果。
1.3分析測試
1.3.1ICP測試
稱取1mL經(jīng)微米和納米HAP、微米HAP+PFS、納米HAP+PFS吸附處理的Sb（芋）溶液上清液，采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的HNO3稀釋10倍，通過Analytikjena 表1微、納米HAP吸附Sb（芋）正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
Tab.1Micro-and nano-HAPs absorbing Sb（芋）
orthogonal experimental design
表2微、納米HAP+PFS吸附Sb（芋）正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)Tab.2Micro-and nano-HAPs+PFS absorbing Sb（芋）orthogonal experimental design
42--
. All Rights Rerved.
第3期PQ9000電感耦合等離子體發(fā)射光譜進(jìn)行測試，設(shè)定
標(biāo)準(zhǔn)曲線質(zhì)量濃度0、20、40、60、80和100mg/L ，對上清液Sb （芋）含量進(jìn)行測定。
1.3.2
Zeta 電位測試
稱取10mg 微米和納米HAP 吸附Sb （芋）前后樣
品粉末，超聲震蕩使其均勻分散于去離子水中，通過Malvern Zetasizer Nano-ZS90納米粒徑電位分析
儀進(jìn)行Zeta 電位測定。1.3.3BET 測試
稱取25mg 納米和微米HAP 樣品粉末，通過BSD-BET400比表面積與孔徑分析測定儀進(jìn)行比表面積與孔徑分析：真空脫氣溫度160益，相對壓力P /P 0=0.99。1.3.4FESEM 觀察
采用毛細(xì)管取少量微米和納米HAP 、微米HAP+PFS 、納米HAP+PFS 吸附Sb （芋）前后樣品，將其均勻涂覆于樣品板上，通過JEOL JSM-7610F 場發(fā)射掃描電鏡觀察其吸附Sb （芋）前后表面形貌變化。
2結(jié)果與討論
2.1Sb （芋）溶液標(biāo)準(zhǔn)曲線
采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的稀硝酸，配置質(zhì)量濃度為
0~100mg/L 梯度的銻離子標(biāo)準(zhǔn)溶液，
即Sb （芋）溶液質(zhì)量濃度依次為0、20、40、60、80和100mg/L ；通過ICP 進(jìn)行測試，繪制濃度與信號(hào)強(qiáng)度的關(guān)系圖，即Sb （芋）溶液標(biāo)準(zhǔn)曲線，如圖1所示。
2.2微米HAP 吸附水體中Sb （芋）性能優(yōu)化將微米HAP 用于水體中Sb （芋）吸附去除，通過L 9（34
）
正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化其吸附性能，正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果及其極差分析如表3和4所示。
由表3和表4可以看出，處理?xiàng)l件對微米HAP 吸
附Sb （芋）性能的影響強(qiáng)弱次序?yàn)椋篊 >D >A >B ，即Sb 濃度躍吸附時(shí)間躍HAP 用量躍pH 值，Sb 濃度和吸
附時(shí)間對微米HAP 吸附性能影響較大。初步確定微米HAP 處理水體中Sb （芋）的最佳吸附條件：A 2B 3C 3D 1，即：HAP 用量0.8g 、pH 值9、Sb 質(zhì)量濃度3mg/L 、吸附時(shí)間20min 。
為了驗(yàn)證微米HAP 吸附水體中Sb （芋）最佳工藝的可靠性，進(jìn)行3組平行吸附實(shí)驗(yàn)，得到水體中Sb
（芋）去除率分別為64.5%、65.3%和63.6%，即平均去
除率64.5%，微米HAP 吸附Sb （芋）性能較為穩(wěn)定。
2.3納米HAP 吸附水體中Sb
（芋）性能優(yōu)化為進(jìn)一步提升HAP 對Sb （芋）的吸附性能，選擇具有更大比表面積和孔容的納米HA
P 用于水體中Sb
（芋）吸附去除，通過L 9（34
）
正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化其吸附性能，正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果及其極差分析如表5和6所示。
由圖5和圖6可以看出，處理?xiàng)l件對納米HAP 吸附Sb （芋）性能的影響強(qiáng)弱次序?yàn)椋篊 >B >A >D ，即Sb 濃度躍pH 值躍HAP 用量躍吸附時(shí)間，Sb 濃度和pH 值對納米HAP 吸附性能影響較大。初步確定納米HAP 處理水體中Sb （芋）的最佳吸附條件：A 1B 1C 3D 2，即：
HAP 用量0.4g 、pH 值5、Sb 質(zhì)量濃度3mg/L 、吸附時(shí)間40min 。
為了驗(yàn)證納米HAP 吸附水體中Sb （芋）最佳工藝
的可靠性，進(jìn)行3組平行吸附實(shí)驗(yàn)，得到水體中Sb （芋）
圖10~100mg/L Sb （芋）溶液標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.1Standard curve of Sb （芋）solutions with the
concentrations from 0to 100mg/L
350000030000002500000200000015000001000000500000
00
100
20
40
60
80
y =32407x -9862.7
R 2=0.9999
Sb （芋）質(zhì)量濃度/（mg ·
L -1）表3微米HAP 吸附Sb （芋）正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果
Tab.3Orthogonal experimental results of micro-HAP
absorbing Sb （芋）
實(shí)驗(yàn)
標(biāo)號(hào)HAP 用量（A ）/g PFS 用量（B ）/g Sb 質(zhì)量濃度（C ）/（mg ·L -1
）吸附時(shí)間
（D ）/min 實(shí)驗(yàn)結(jié)果/
%10.4512037.320.4726055.230.4934032.340.8714038.750.8922081.060.8536066.97 1.2916078.08 1.2524069.89
1.2
7
3
20
87.0
表4微米HAP 吸附Sb （芋）正交實(shí)驗(yàn)極差分析Tab.4Orthogonal experimental range analysis of
micro-HAP absorbing Sb
（芋）因素A
B
C
D
K 151.33358.00041.60068.433K 268.66760.30062.20066.700K 362.06763.67678.26746.933R
17.334 5.76736.66721.500影響因素主次順序
C >
D >A >B 優(yōu)化組合
A 2
B 3
C 3
D 1
A 2
B 3
C 3
D 1
陳冬芝，等：羥基磷灰石吸附材料去除水體中Sb （芋）性能
43--
. All Rights Rerved.
第39卷
天津工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)
去除率分別為74.4%、
73.8%和76.4%，即平均去除率74.9%，納米HAP 吸附Sb （芋）性能穩(wěn)定，較微米HAP 吸附性能提升10.4%。
2.4微米HAP+PFS 吸附水體中Sb （芋）性能優(yōu)化
PFS 中的鐵羥基可與Sb （芋）發(fā)生表面絡(luò)合吸附，
適當(dāng)增加鐵羥基數(shù)量可增強(qiáng)吸附Sb （芋）能力，對協(xié)助HAP 吸附水體中Sb （芋）起到強(qiáng)化作用。在微米HAP 吸附水體中Sb （芋）過程加入適量PFS ，通過L 16（45）正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化其吸附性能，正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果及其極差分析如表7和8所示。
由圖7和圖8可以看出，處理?xiàng)l件對微米HAP+
PFS 吸附Sb （芋）性能的影響強(qiáng)弱次序?yàn)椋篈 >C >D >
B >E ，即Sb 濃度躍PFS 用量躍pH 值躍HAP 用量躍吸附時(shí)間，Sb 濃度和PFS 用量對微米HAP+PFS 吸附性
能影響較大。初步確定微米HAP+PFS 處理水體中Sb
（芋）的最佳吸附條件：A4B2C4D2E2，即：Sb 質(zhì)量濃
度4mg/L 、HAP 用量0.6g 、PFS 用量0.2g 、pH 值6、吸
附時(shí)間40min 。
為了驗(yàn)證微米HAP+PFS 吸附水體中Sb （芋）最佳工藝的可靠性，進(jìn)行3組平行吸附實(shí)驗(yàn)，得到水體中Sb （芋）去除率分別為75.7%，82.7%和82.1%，即平均去除率80.0%，微米HAP+PFS 吸附Sb （芋）性能穩(wěn)定，
較微米HAP 吸附性能提升15.5%。2.5納米HAP+PFS 吸附水體中Sb （芋）性能優(yōu)化
同樣，為進(jìn)一步提升HAP 對Sb （芋）的吸附性能，選擇具有更大比表面積和孔容的納米HAP 配合PFS 用于水體中Sb （芋）吸附去除，通過L 16（45）正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化其吸附性能，正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果及極差分析如表9和10所示。
由表9和表10可以看出，處理?xiàng)l件對納米HAP+
PFS 吸附Sb （芋）性能的影響強(qiáng)弱次序?yàn)椋篈 >C >D >
E >B ，即Sb 濃度躍PFS 用量躍pH 值躍吸附時(shí)間躍HAP 用量，Sb 濃度和PFS 用量對納米HAP+PFS 吸附性能影響較大。初步確定納米HAP+PFS 處理水體中Sb （芋）的最佳吸附條件：A 4B 4C 3D 2E 2，即Sb 質(zhì)量濃度4mg/L 、HAP 用量1.2g 、PFS 用量0.15g 、pH 值6、
吸附表5
納米HAP 吸附Sb （芋）正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果
Tab.5Orthogonal experimental results of nano-HAP
absorbing Sb(芋)
實(shí)驗(yàn)
標(biāo)號(hào)HAP 用
量（A ）/g PFS 用量（B ）/g Sb 質(zhì)量濃度
（C ）/（mg ·L -1）吸附時(shí)間
（D ）
/min 實(shí)驗(yàn)結(jié)果/
%10.4512035.420.4726022.930.4934017.640.8714036.750.8922045.060.8536048.57 1.2916060.88 1.2524064.19
1.2
7
3
20
44.0
表6納米HAP 吸附Sb （芋）正交實(shí)驗(yàn)極差分析
Tab.6Orthogonal experimental range analysis of nano-HAP
absorbing Sb
（芋）因素A
B
C
D
K 144.30049.33325.30041.467K 244.00034.53343.40044.067K 336.70041.13356.30039.467R
07.60014.00031.00004.600影響因素
主次順序
C >B >A >
D 優(yōu)化組合
A 1
B
1
C 3
D 2
A 1
B 1
C 3
D 2
表7微米HAP+PFS 吸附Sb （芋）正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果Tab.7Orthogonal experimental results of micro-HAP+PFS
absorbing Sb （芋）
實(shí)驗(yàn)標(biāo)號(hào)Sb 質(zhì)量濃
度（A ）/（mg ·L -1
）
HAP 用量（B ）/g PFS 用量（C ）/g pH 值
（D ）110.30.0504210.60.1006310.90.150841 1.20.2010
520.30.1008620.60.0510720.90.200482 1.20.1506吸附時(shí)
間（E ）/min 2040608080604020實(shí)驗(yàn)結(jié)果/%73.131.008.126.776.148.780.371.59
30.30.15104064.2
1030.60.20082080.91130.90.05068054.5123 1.20.10046072.71340.30.20066092.91440.60.15048086.21540.90.10102084.8164
1.2
0.05
0840
50.1表8微米HAP+PFS 吸附Sb （芋）正交實(shí)驗(yàn)極差分析Tab.8
Orthogonal experimental range analysis of micro-HAP+PFS absorbing Sb （芋）
因素A B C D E K 195.47297.56096.60097.45297.412K 297.69097.52897.67297.68897.658K 398.52397.52898.23597.68597.637K 498.59397.66397.70097.453
97.570R
03.121
00.135
01.635
00.23600.246
影響因素
主次順序A >C >D >B >E
優(yōu)化組合
A 4
B 2
C 4
D 2
E 2
A 4
B 2
C 4
D 2
E 2
44--. All Rights Rerved.
第3期時(shí)間40min 。
為了驗(yàn)證納米HAP+PFS 吸附水體中Sb （芋）最佳工藝的可靠性，進(jìn)行3組平行吸附實(shí)驗(yàn)，得到水體中Sb （芋）去除率分別為97.6%、97.5%和97.5%，即平均去除率為97.5%；水體中Sb （芋）質(zhì)量濃度由3000滋g/L 降至75滋g/L ，低于我國《GB 4287-2012紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的企業(yè)廢水中總銻的直接和間接排放限值100滋g/L ；納米HAP+PFS 吸附Sb （芋）性能穩(wěn)定，較納米HAP 吸附性能提升22.6%，較微米HAP+PFS 吸附性能提升17.5%。2.6Zeta 電位分析
在酒石酸銻鉀配制的Sb （芋）標(biāo)準(zhǔn)溶液中，含銻基團(tuán)呈負(fù)電性。HAP 去除Sb （芋）機(jī)理主要是表面、微孔
吸附和表面絡(luò)合：一方面，HAP 具有較大比表面積，可
以借助范德華力進(jìn)行表面和微孔吸附Sb （芋）；另一方面，HAP 表面的羥基與Sb （芋）可以發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)水體中Sb （芋）吸附去除[23]。通過分析吸附Sb （芋）前后HAP 樣品的Zeta 電位變化，可對HAP 的吸附能力
進(jìn)行判斷。在最佳吸附工藝下，分別采用微米和納米
HAP 吸附水體中Sb
（芋），測定吸附前后HAP 樣品的Zeta 電位，結(jié)果如圖2所示。
由圖2可知，微米和納米HAP 吸附Sb （芋）前Zeta
電位分別為-21.7和-2.3mV ，吸附后Zeta 電位分別為-32.1和-18.5mV ，均呈下降趨勢，說明微米和納米
HAP 對Sb
（芋）都具有吸附能力。微米和納米HAP 吸附前后Zeta 電位下降分別為10.4和16.2mV ，納米HAP 降幅更大，
說明其吸附了更多Sb （芋），具有更強(qiáng)的吸附能力。
2.7比表面積及孔徑分布
比表面積及孔徑是影響HAP 吸附性能的關(guān)鍵因素。采用BET 進(jìn)行微米和納米HAP 的孔容、孔徑和比表面積分析，結(jié)果如圖3所示。
由圖3可知，微米和納米HAP 的比表面積分別為
46.0和47.8m 2/g ，相差并不大；二者的孔容和孔徑分別
為0.19、
0.42mL/g 和16.7、35.0nm ，納米HAP 的孔容和孔徑約為微米HAP 的2倍，這可促進(jìn)納米HAP 暴
露更多吸附位點(diǎn)，增加其對Sb （芋）的吸附能力，該推斷在Zeta 電位分析結(jié)果中也得到印證。
圖2HAP 吸附水體中Sb （芋）前后Zeta 電位變化Fig.2Zeta potentials of the HAPs before and after
adsorbing Sb （芋）
-35-30-25-20-15-10-50
納米級HAP 微米級
HAP
處理前
處理后
圖3微、納米HAP 孔容、孔徑和比表面積
Fig.3Pore volumes,pore sizes and specific surface areas of
the micro-and nano-HAPs
5040302010
比表面積/（m 2·
g -1）
處理前
處理后
孔徑/nm
孔容/（mL ·
g -1）表9
納米HAP+PFS 吸附Sb （芋）正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果
Tab.9Orthogonal experimental results of nano-HAP+PFS
absorbing Sb （芋）
實(shí)驗(yàn)
標(biāo)號(hào)
Sb 質(zhì)量濃度/（mg ·L -1）A HAP 用
量/g B PFS 用
量/g C pH 值D
110.30.0504210.60.1006310.90.150841 1.20.2010520.30.1008620.60.0510720.90.200482 1.20.1506吸附時(shí)
間/min E 2040608080604020實(shí)驗(yàn)結(jié)果/%94.295.796.395.797.996.697.898.49
30.30.15104099.21030.60.20082098.61130.90.05068097.6123 1.20.10046098.71340.30.20066099.01440.60.15048099.11540.90.10102098.4164
1.2
0.05
0840
97.9
表10納米HAP+PFS 吸附Sb （芋）正交實(shí)驗(yàn)極差分析Tab.10Orthogonal experimental range analysis of
nano-HAP+PFS absorbing Sb （芋）
因素A
B
C
D
E
K 116.22558.07538.10259.58259.075K 269.16061.69766.14062.46356.385K 368.06756.93257.50758.80055.625K 478.50755.25570.21056.11560.875R
62.28206.44232.10808.66305.250影響因素
主次順序A >C >D >E >B
優(yōu)化組合
A 4
B 4
C 3
D 2
E 2
A 4
B 4
C 3
D 2
E 2
陳冬芝，等：羥基磷灰石吸附材料去除水體中Sb （芋）性能
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