对两种不同晶型磷酸锆载银工艺探索

磷酸锆是一种具有催化、吸附和离子交换性能的无机载体，被广泛应用于离子交换体，特别是作为载银抗菌剂的载体。1964年，Clearfield A等首先报道了磷酸锆晶体的合成，初步确定了该晶体的组成和结构，其化学式为α-Zr(HPO₄)₂·H₂O，锆磷摩尔比为1：2，为层状结构。1996年，德国的Kemnitz E等利用氢氟酸作为矿化剂，以有机胺为模板，通过水热合成技术首次合成出具有三维骨架结构的微孔磷酸锆晶体[4]，其锆磷摩尔比为2：3。α-Zr(HP04)2·HzO其交换位存在于层状间隙中，间隙中羟基为活性中心，可以用于离子交换[s]。三维骨架的磷酸锆，其结构为六面体型，其依靠六面体表面的微孔结构进行离子交换。我们针对这两种晶型的磷酸错载体，以银离子作为交换物质，利用扩大间隙和提高交换温度的方法，观察了不同交换环境下银离子的交换容量和交换率。
通过实验表明六面体晶型磷酸锆，其在酸性高温环境中，其银元素交换量较高。在间隙调节剂作用下，银元素的交换影响非常低。这可能由其六面体的晶格结构决定，六面体型的磷酸锆，六个表面均为交换面，交换面非常大，在高温环境中，由于分子运动的加快，银离子扩散速度加大，大大加快了银离子进入间隙的机会，从而完成离子交换过程，提高了交换率。在间隙调节剂作用时，由于磷酸锆的六面体型结果为刚性，调节剂并不能扩大磷酸锆表面上的间隙，所以间隙调节剂并不能很好地加快银离子的扩散，在常温环境中，银离子扩散速度缓慢，交换率低。对于层状磷酸锆，在酸性高温环境中，其银元素交换量很低。间隙调节剂对银元素的交换起决定性的影响。这可能归结于其层状的结构。