羟基磷灰石、壳聚糖复合材料用于去除水中刚果红 - 图文(2)

在Fig.3中的是CS，HAP，HAP-CS复合材料（占50％比重）的SEM和TEM图。从HAP-CS复合材料（图3c和c’）的图像中，我们可以看到的HAP颗粒几乎均匀地分布在CS晶格中。此外，与原有的HAP相比（图3b和b’），颗粒的大小和HAP在HAp-CS复合材料中的形状，几乎没有变化。另一方面，可观察到聚合HAP纳米粒子，这可能是因为长链交联的CS。然而，上述所有字符成功地表示HAP在CS晶格中封装和两种物质良好的均匀性。

3.2.HAP-CS生物复合材料吸附CR

准备后，所得到的HAP-CS复合材料可被用于去除水溶液中的CR，。如Fig.4中所示，CS和HAP对CR表现出明显的亲和力，但HAP-CS复合物对CR有相当高的吸附能力。HAP-CS复合材料对CR最大吸附量含有C50％（重量）的CS。当CS含量低于50％（重量），有机相（CS）不能封装所有的HAP晶体，这可能是非均匀途径使HAP颗粒凝固[29]。当CS的重量含量为50％，HAP几乎是完美的纳入复合材料(Fig. 3C)，从而增强CS对CS的吸附效率。然而，，CS的重量含量为70％（重量）时，去除效率略有下降，可能是由于CS在复合材料中饱和导致的。

3.3.吸附剂用量的影响

对吸附剂用量（400mgL-1）在10-200毫克的范围内对CR去除的效果（图5）进行了评估。一般情况下，以恒定的时间增加的吸附剂的量，导致了对CR较高的吸附效率。只用50毫克的HAp-CS复合材料可达到约90％的CR去除效率，相当于超过200毫克的CS对CR的去除效率。这样结果清楚地表明，CR封装HAP后提高了对CR的吸附效率。在下面的调查，吸附剂用量为50毫克。

3.4.样品的pH值的影响

染料溶液的初始pH值影响化学染料分子和吸附剂。在这项研究中，对CR吸附的pH进行了研究，结果在Fig.6中.。样品的pH值从4到10增加，复合材料，羟基磷灰石，羟基磷灰石-CS和CS对CR吸附效率减少约10％，15％，和50％。此外，HAp-CS复合材料在所研究的pH范围内对CR的去除效率保持在85％以上。换句话说，HAP-CS复合材料比羟HAP和CS在pH值的变化对CR去除效率方面具有更高的免疫力。由于在CS有多个亚胺和胺基，CS和CR之间的静电相互作用是对CR吸附的原则途径之一。如FT-IR研究证实，，在CS的一部分亚胺和胺基与Ca2+在HAP中螯合，他们不再受pH值的变化的影响。对于HAP，HAP中的PO3-4和CR中的SO2-3的阴离子交换应该是在吸附过程中主要的相互作用，这也从XPS的ICP-OES分析的结果中得到证实。因此，CS表现出比HAP-CS复合材料和HAP对pH值较高的的依赖。从Fig.6中，我们可以推测，虽然HAP-CS复合材料和CR之间存在静电作用，它可能不会是吸附CR唯一的途径，HAP-CS复合材料比CS有更高的吸附效率，HAP-CS复合材料中CS的量明显低于纯CS。由于HAP-CS复合材料的高吸附效率，简便的操作，没有必要选择最佳pH值而进一步研究。

3.5.吸附时间，动力学和热力学的影响

一般来说，HAP-CS复合材料对CR的吸附表现出两个阶段：第一个180分钟的快速吸附阶段和180-480分钟较慢的阶段。在吸附初始阶段，快速的表面吸附去除CR（外部表面吸附）。在随后较慢的阶段，吸附主要发生通过表面吸附染料到内部的吸附剂的吸附部位的运输（内表面吸附）[33]。同时，外部区域的一部分被释放，为下一次吸附而循环。480分钟后，吸附达到平衡。由HAP-CS复合材料用于吸附CR的时间依赖关系可被描述为一个很好的伪二阶模型，这是基于在固相上的吸附能力，并符合速率控制步骤中的化学吸附机制[34]：

q2e和Qt是在平衡状态下，在任何时间t（min），分别的吸附能力（mgg-1），k2为伪二阶吸附模型的反应速率常数（gmg-1min-1）。t/ qt对t，测绘得到直线通过斜率和截距确定的q2e和k2的值(Table2)。

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