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羟基磷灰石(简称HA),作为脊椎动物牙齿与骨骼的主要成分,因其拥有良好的生物相容性、生物活性、骨传导性和生物降解性通常应用于生物医学领域的研究。此外,环境友好性和吸附性也是HA一大特点,可用于吸附研究领域。由于不同形貌结构的HA具有不同的性质,本论文旨在采用仿生合成法制备特定形貌与结构的HA,提高其吸附性能,用于对放射性废水的处理。(1)以贝壳粉为原料,采用以体外模拟法中的扩散法为基础进行改性的双界面扩散法制备具有多孔贯穿结构的HA。探讨氨水量、钙离子浓度、钙源、溶解温度、石油醚体积等单因素的影响,进一步确定最佳实验条件。通过X射线衍射仪、傅立叶变换红外光谱仪、场发射扫描电镜、透射电镜、粒径、热重和氮气吸附-脱附等方法对所得产物进行表征,发现产物的多孔贯穿结构由纳米片组成,比表面积较高(高达188.5m2·g–1)。通过讨论初始pH、投料量、离子强度、接触时间、初始Sr2+浓度和温度等一系列因素对吸附Sr2+的影响,并采取三种动力学模型(pseudo-first-order、pseudo-second-order和general-order模型)非线性拟合,三种等温吸附模型(Langmuir、Freundlich和Liu模型)非线性拟合,热力学线性拟合。实验结果表明,在313.15 K时,吸附Sr2+的最大吸附量为45.36 mg·g–1,去除率高达98.94%;吸附过程中,实验数据遵循非线性pseudo-second-order动力学模型和非线性Liu等温吸附模型;该吸附过程是一个自发、吸热、熵增的反应,高温有利于HA对Sr2+的吸附。热力学参数焓变(ΔH°<40kJ·mol–1)说明该吸附过程主要以物理吸附为主。此外,探讨吸附机理的可能性,同时,利用浸出和解吸实验对吸附剂重复使用性能进行评估。因此,制备的羟基磷灰石材料可以作为一种处理废水的吸附剂使用。(2)采用枯草芽孢杆菌诱导法制备形貌独特、比表面积较大的HA,应用于吸附领域。探讨单因素菌液量、反应时间和钙离子浓度对HA制备的影响,确定最佳实验条件:菌液浓度为5.0×108 cfu·L–1,反应时间为12 h,钙离子浓度为0.050 mol·L–1。该条件下获得HA具有片状自组装多孔状形貌,而片状由纳米小颗粒组成,平均粒径为0.66μm,比表面积较高(196.7 m2·g–1),适用于吸附范畴。探讨诸多单因素(如pH值、投料量、离子强度、接触时间、初始离子浓度、温度等)对HA吸附铀酰离子(UO22+)的影响,并采取两种动力学模型对吸附数据进行线性与非线性拟合,三种等温吸附模型进行非线性拟合、热力学线性关系拟合及各模型的参数进行计算。实验结果表明,该吸附达到平衡所需时间为120 min,最大吸附量高达1025 mg·g–1,最大去除率达96.84%,且吸附具有选择性;吸附过程符合线性pseudo-second-order动力学模型,非线性Liu等温吸附模型,热力学数据(ΔG°<0,ΔH°=12.92 kJ·mol–1,ΔS°=113.7J·mol–1·K–1)可以说明这是一个自发、吸热、自由度增加的过程。脱附实验的解吸率高达97.97%,脱附效果较好,同时也提出一种可能的吸附机制。本文成功地利用仿生合成法制备出具有独特形貌,较大比表面积等优点的HA,方法简易且便于调控,并在放射性废水处理领域展现出较好的应用效果,具有重要的潜在意义。