對(duì)兩種不同晶型磷酸鋯載銀工藝探索

磷酸鋯是一種具有催化、吸附和離子交換性能的無(wú)機(jī)載體，被廣泛應(yīng)用于離子交換體，特別是作為載銀抗菌劑的載體。1964年，Clearfield A等首先報(bào)道了磷酸鋯晶體的合成，初步確定了該晶體的組成和結(jié)構(gòu)，其化學(xué)式為α-Zr(HPO₄)₂·H₂O，鋯磷摩爾比為1：2，為層狀結(jié)構(gòu)。1996年，德國(guó)的Kemnitz E等利用氫氟酸作為礦化劑，以有機(jī)胺為模板，通過(guò)水熱合成技術(shù)首次合成出具有三維骨架結(jié)構(gòu)的微孔磷酸鋯晶體[4]，其鋯磷摩爾比為2：3。α-Zr(HP04)2·HzO其交換位存在于層狀間隙中，間隙中羥基為活性中心，可以用于離子交換[s]。三維骨架的磷酸鋯，其結(jié)構(gòu)為六面體型，其依靠六面體表面的微孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行離子交換。我們針對(duì)這兩種晶型的磷酸錯(cuò)載體，以銀離子作為交換物質(zhì)，利用擴(kuò)大間隙和提高交換溫度的方法，觀察了不同交換環(huán)境下銀離子的交換容量和交換率。
通過(guò)實(shí)驗(yàn)表明六面體晶型磷酸鋯，其在酸性高溫環(huán)境中，其銀元素交換量較高。在間隙調(diào)節(jié)劑作用下，銀元素的交換影響非常低。這可能由其六面體的晶格結(jié)構(gòu)決定，六面體型的磷酸鋯，六個(gè)表面均為交換面，交換面非常大，在高溫環(huán)境中，由于分子運(yùn)動(dòng)的加快，銀離子擴(kuò)散速度加大，大大加快了銀離子進(jìn)入間隙的機(jī)會(huì)，從而完成離子交換過(guò)程，提高了交換率。在間隙調(diào)節(jié)劑作用時(shí)，由于磷酸鋯的六面體型結(jié)果為剛性，調(diào)節(jié)劑并不能擴(kuò)大磷酸鋯表面上的間隙，所以間隙調(diào)節(jié)劑并不能很好地加快銀離子的擴(kuò)散，在常溫環(huán)境中，銀離子擴(kuò)散速度緩慢，交換率低。對(duì)于層狀磷酸鋯，在酸性高溫環(huán)境中，其銀元素交換量很低。間隙調(diào)節(jié)劑對(duì)銀元素的交換起決定性的影響。這可能歸結(jié)于其層狀的結(jié)構(gòu)。