Mg/Fe类水滑石的磷酸根吸附性能及吸附机理

采用共沉淀法成功制备了Mg/Fe类水滑石(Mg/Fe-hlc),并研究了其对废水中磷酸根的吸附性能及吸附机理。研究结果表明:制备的Mg/Fe-hlc具有典型的类水滑石结构和较大的比表面积(156.7 m~2·g~(-1));Mg/Fe-hlc对磷酸根的吸附动力学过程符合准二级动力学模型;Langmuir和Tempkin方程都可以很好地拟合Mg/Fe-hlc对磷酸根的等温吸附数据,Langmuir方程拟合得到的最大吸附量可达47.38 mg·g~(-1);共存阴离子NO_3~-、Cl~-和SO_4~(2-)对磷吸附性能的影响很小;通过分析吸附磷酸根前后的Mg/Fe-hlc的结构和织构性质以及表面官能团变化,并结合溶液pH对磷酸根吸附影响实验结果,发现静电相互作用、配体交换和阴离子交换是Mg/Fe-htl吸附磷酸根的三种主要机制。     

邻甲酚在类水滑石、焙烧及改性类水滑石上的吸附

用液相非稳态共沉淀法制备了Mg-Al 类水滑石(HTlc); Mg-Al HTlc 于450 ℃下焙烧得焙烧类水滑石(CHTlc); 采用结构重建法由CHTlc 制备了十二烷基硫酸根(DS－)插层(改性)类水滑石(DS·HTlc). 研究了邻甲酚在Mg-Al HTlc,CHTlc 和DS·HTlc 上的吸附行为: 邻甲酚在Mg-Al HTlc, CHTlc 和DS·HTlc 上的吸附动力学和等温式均分别符合准二级动力学方程和Freundlich 方程, 且吸附速率和吸附量大小均依次为: DS·HTlc>>CHTlc>HTlc; 在初始pH＝5.00～13.00 范围内, 邻甲酚在HTlc 和CHTlc 上的吸附量随pH 值的增加先增加后减小, 随温度的增加而增加, 邻甲酚在DS·HTlc 的吸附量随pH 值和温度的增加而降低; 邻甲酚在HTlc, CHTlc 和DS·HTlc 上的吸附量均随电解质(NaCl)浓度的增加而增加, 探讨了吸附机理. 研究结果表明, DS·HTlc 有望成为一种新型的高效酚类有机污染物处理剂.     

镁铁类水滑石的制备、表征及吸附甲基橙的性能

采用恒pH沉淀法,以混合碱(NaOH和Na_2CO_3)溶液为沉淀剂,控制反应溶液pH为8.5制得不同镁铁物质的量比(x)的4种类水滑石(Mg_xFe-LDH)。450~oC煅烧Mg_xFe-LDH得到Mg_xFe-cLDH。通过XRD、SEM技术对Mg_xFe-LDH和-cLDH进行了表征。结果显示,Mg_xFe-cLDH颗粒的纯度、分散程度随x的增加呈现先增加后下降的过程。当Mg/Fe物质的量比为2.26,即Mg_(2.26)Fe-cLDH具有理想的纯度和分散程度。以甲基橙(MO)为模拟污染物,研究了Mg/Fe物质的量比、竞争阴离子(OH~-,NO_3~-,Cl~-,SO_4~(2-),CO_3~(2-))、温度对Mg_xFe-cLDH吸附MO的影响。吸附结果表明,Mg_(2.26)Fe-cLDH在Mg_xFe-cLDHs(x=0.98～4.50之间)中具有最大的饱和吸附量(1191.8 mg·g~(-1)),这可能与其具有良好的分散程度有关。竞争阴离子对该吸附无明显影响,表明Mg_(2.26)Fe-cLDH对MO产生选择性吸附。Langmuir方程模拟结果表明该吸附是自发、吸热的化学过程。吸附机理可能是Mg_(2.26)Fe-cLDH与MO之间生成了MO插层超分子化合物。     

镍铁类水滑石对偶氮阴离子染料的吸附脱色作用

采用镍铁类水滑石作为吸附剂,对偶氮阴离子染料酸性大红G、活性艳红X-3B和直接耐酸大红4BS废水进行脱色处理,研究了时间、镍与铁的物质的量之比、初始pH和无机电解质添加剂等因素对脱色率的影响,并结合红外光谱和X射线衍射分析结果讨论了其吸附脱色机理.结果表明,三种染料在镍铁类水滑石上的吸附均为层间的阴离子交换吸附和外表面的吸附.通过阴离子交换进入层间后,不同于直接耐酸大红4BS阴离子,酸性大红G和活性艳红X-3B两种阴离子与水滑石层间水分子之间产生氢键作用;在化学键合过程中,染料分子被镍铁类水滑石表面Fe3+氧化,同时偶氮键断裂导致脱色.     

镁铝类水滑石对阳离子染料中性红的吸附及机理研究

研究了镁铝类水滑石对中性红的吸附及其作用机理,考察了时间、pH、温度、电解质浓度等因素对吸附作用的影响。结果表明,镁铝类水滑石对中性红的吸附动力学符合准二级动力学方程,热力学符合Langmuir吸附等温式。在实验范围内,吸附量随溶液pH的增大而增加,随温度的升高而降低,随电解质浓度的增加先增加后降低。吸附过程是放热、熵减小的自发过程。镁铝类水滑石对中性红的吸附缘于为类水滑石与中性红分子中π电子的较强静电吸引作用。     

类水滑石对低取代度阳离子淀粉的吸附行为

研究了低取代度阳离子淀粉（CS-L）在Mg-Al类水滑石（HTlc）上的吸附行为。 CS-L可在带结构正电荷的Mg-Al HTlc表面吸附,吸附方程符合Langmuir等温式,300 min左右达吸附平衡,饱和吸附量为33.92 mg/g。 吸附驱动力可能缘自于：CS-L醚键或羟基与HTlc羟基之间形成氢键;熵效应,即吸附所引起的CS的熵减少小于被吸附水释放引起的熵增加。 随着pH值的增加,CS-L和HTlc的Zeta电位均降低,二者静电排斥作用减小,吸附量增加;惰性电解质NaCl和CaCl2的加入可屏蔽HTlc与CS-L之间及CS-L分子内带正电的链段之间的静电排斥力,吸附量增加;pH=9时,带负电的Al八面体多聚体容易吸附在带结构正电荷的HTlc表面进而吸附CS分子,吸附量显著增加;温度升高降低二者氢键作用,吸附量降低。 比较了CS-L与高取代度阳离子淀粉（CS-H）在Mg-Al HTlc上的吸附行为。     

X型Gemini表面活性剂改性类水滑石的制备及其吸附对甲酚性能

传统表面活性剂-类水滑石(HTlc)纳米复合物可有效吸附水中主要有机污染物酚类污染物,如酚类污染物,以高性能Gemini双子表面活性剂代替传统表面活性剂有望提高其去除效率。本文采用剥离-重组法制备了X型Gemini表面活性剂(MXC_6)-HTlc纳米复合物,并采用粉末X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、比表面和元素分析等技术手段对样品进行了表征。结果表明,MXC_6成功重组于HTlc层间。分别从吸附动力学和热力学研究了MXC_6-HTlc纳米复合物对对甲酚的吸附行为:吸附动力学曲线符合准一级动力学方程;吸附等温线符合Linear方程;吸附量显著高于HTlc,且随p H值和温度的增加而降低。实验表明,MXC_6-HTlc纳米复合物是一种新型高效水中酚类污染物处理剂。     

镁铝类水滑石对邻、间、对甲基苯酚的吸附

采用液相非稳态共沉淀法制备了镁铝类水滑石（Mg-Al HTlc）,并研究了邻、间和对甲基苯酚在Mg-Al HTlc上的吸附行为。 结果表明,邻、间和对甲基苯酚在Mg-Al HTlc上的吸附等温方程均符合Freundlich吸附等温式;吸附动力学均符合准二级动力学方程;在实验范围内,Mg-Al HTlc对三者的吸附量为：对甲基苯酚＞邻甲基苯酚＞间甲基苯酚;在pH值5.00~13.00范围内,三者的吸附量均随pH值的增加先增大后减小、随温度升高和电解质（NaCl）浓度的增大而增大。 探讨了吸附机理和苯环上甲基取代基位置对吸附的影响。     

碳酸钾修饰水滑石吸附二氧化碳工艺条件研究

采用共沉淀法合成水滑石,等体积浸渍法将碳酸钾负载于水滑石孔道及层状结构中;在一定空速条件下,考察了吸附温度、碳酸钾添加量、活化温度对碳酸钾修饰水滑石吸附二氧化碳性能的影响;利用SEM、BET等手段对修饰后的水滑石进行了表征。在一定实验条件下,水滑石吸附容量可以达到9.10mol/kg。     

谷氨酸插层水滑石吸附水中铅离子

采用共沉淀法合成了谷氨酸插层镁铝类水滑石(LDH),对所制备的试样进行了X-射线衍射和红外光谱表征,对LDH去除水中铅离子的能力进行了讨论,研究了吸附过程的吸附动力学和吸附等温线。结果表明,谷氨酸能嵌入镁铝水滑石的层间,该插层水滑石能有效吸附水中铅离子,吸附过程符合准二级动力学模型,吸附等温曲线可用Langmuir模型来描述,吸附量可达68.49mg/g。     

Cr(VI)在Mg-Al型类水滑石上的吸附-脱附性研究I. 吸附性

研究了Cr(VI)在带结构正电荷的Mg-Al型类水滑石(HTlc)上的吸附性能, 考察了pH、无机电解质添加剂NaCl, NaNO₃, Na₂SO₄和Na₃PO₄及有机添加剂EDTA和柠檬酸等因素的影响, 并结合红外光谱和XRD实验结果探讨了吸附机理. 研究表明, Mg-Al型HTlc对Cr(VI)有很强的吸附能力, 其吸附动力学和吸附等温线分别符合准二级速率方程和Langmuir方程, 饱和吸附量达105 mg/g, 有望成为一种优良的含Cr(VI)污水处理剂和Cr(VI)污染土壤修复剂. 初始pH增大, 吸附量降低. 无机电解质和有机添加剂均能明显抑制Cr(VI)在HTlc上的吸附, 其抑制吸附作用的强弱顺序分别为Na₃PO₄≥Na₂SO₄≥NaCl>>NaNO₃和柠檬酸＞EDTA. Cr(VI)在HTlc上的吸附可分为层间的离子交换吸附和外表面的吸附, 其中外表面的吸附层在微观上又可分为因化学键合作用而形成的内络合层和因静电作用而形成的外络合层.     

Cr(VI)在Mg-Al型类水滑石上的吸附-脱附性研究I.吸附性

研究了Cr(VI)在带结构正电荷的Mg-Al型类水滑石(HTlc)上的吸附性能,考察了pH、无机电解质添加剂NaCl,NaNO3,Na2SO4和Na3PO4及有机添加剂EDTA和柠檬酸等因素的影响,并结合红外光谱和XRD实验结果探讨了吸附机理.研究表明,Mg-Al型HTlc对Cr(VI)有很强的吸附能力,其吸附动力学和吸附等温线分别符合准二级速率方程和Langmuir方程,饱和吸附量达105mg/g,有望成为一种优良的含Cr(VI)污水处理剂和Cr(VI)污染土壤修复剂.初始pH增大,吸附量降低.无机电解质和有机添加剂均能明显抑制Cr(VI)在HTlc上的吸附,其抑制吸附作用的强弱顺序分别为Na3PO4≥Na2SO4≥NaCl>>NaNO3和柠檬酸>EDTA.Cr(VI)在HTlc上的吸附可分为层间的离子交换吸附和外表面的吸附,其中外表面的吸附层在微观上又可分为因化学键合作用而形成的内络合层和因静电作用而形成的外络合层.     

纯相钙铝层状双氢氧化物对磷的吸附特性

采用乙醇辅助液相共沉淀法制备了纯相Ca-Al-LDH层状双金属氢氧化物,考察了Ca-Al-LDH的投加量、吸附时间、pH值、无机电解质(Na₂CO₃ ,KCl ,Na₂SO₄,KNO₃)和温度等因素对磷吸附的影响,结果表明,纯相Ca-Al-LDH对磷酸根离子具有很好的吸附性能,最大饱和吸附量可达160.78 mg/g,当pH值为5.1、温度为45 ℃、吸附时间为600 min、LDH投加量为0.6 g/L、磷初始浓度为80 mg/L时,磷的去除率高达95.88%;无机阴离子会抑制磷在吸附剂上的吸附,当Cl^-浓度从2.5 g/L升高到25 g/L时,Ca-Al-LDH对磷酸盐的最大饱和吸附量从69.96 mg/g降至53.18 mg/g,降低了23.99%;当SO₄^2-浓度从2.5 g/L升高到25 g/L时,Ca-Al-LDH对磷酸盐的最大饱和吸附量降低了24.79%,其它无机阴离子对磷在吸附剂上的吸附也有一定的影响。 Ca-Al-LDH对水中磷的吸附符合二级动力学方程和Langmuir等温模型。 采用扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪和X射线衍射仪等技术手段对制备的纯相Ca-Al-LDH及其吸附磷酸根后的产物进行表征,揭示了Ca-Al-LDH对磷酸根的吸附可能是静电吸引、化学吸附和阴离子插层等过程协同作用的吸附机理。     

磷酸二氢根插层水滑石的制备及其选择性红外吸收性能

采用成核/晶化隔离法制备了镁铝碳酸根型水滑石(MgAl-CO3-LDHs),以其为前驱体,在酸性条件下通过离子交换将磷酸二氢根阴离子组装到水滑石层间,制备了具有超分子插层结构的MgAl-H2PO4-LDHs,并采用XRD、FTIR、TG-DTA-DTG、SEM和ICP等手段进行了表征。采用母粒工艺将MgAl-CO3-LDHs和MgAl-H2PO4-LDHs添加到聚乙烯(PE)中制备了LDHs/PE薄膜,研究其红外吸收性质发现,添加MgAl-H2PO4-LDHs的PE薄膜在7～25μm特别是9～11μm范围的红外吸收率明显高于添加MgAl-CO3-LDHs的薄膜,表现出显著的选择性红外吸收性能。     

Egg White-Mediated Fabrication of Mg/Al-LDH-Hard Biochar Composite for Phosphate Adsorption

Phosphorus is one of the main causes of water eutrophication. Hard biochar is considered a promising phosphate adsorbent, but its application is limited by its textural properties and low adsorption capacity. Here, an adhesion approach in a mixed suspension containing egg white is proposed for preparing the hybrid material of Mg/Al-layered double hydroxide (LDH) and almond shell biochar (ASB), named L-A_E or L-A (with or without egg white). Several techniques, including XRD, SEM/EDS, FTIR and N₂ adsorption/desorption, were used to characterize the structure and adsorption behavior of the modified adsorbents. The filament-like material contained nitrogen elements at a noticed level, indicating that egg white was the crosslinker that mediated the formation of the L-A_E hybrid material. The L-A_E had a higher phosphate adsorption rate with a higher equilibrium adsorption capacity than the L-A. The saturation phosphate adsorption capacity of L-A_E was nearly three times higher than that of L-A. Furthermore, the number of surface groups and the density of the positively charged surface sites follow the ASB < L-A < L-A_E order, which is consistent with their phosphate adsorption performance. The study may offer an efficient approach to improving hard biochar’s adsorption performance in wastewater treatment.     

氧化锌/镁铝复合氧化物的制备及光催化性能

将镁铝层状双氢氧化物分散在锌盐与尿素的混合液中,加热使尿素水解、锌离子沉淀,经洗涤、干燥、煅烧,再用碳酸钠溶液浸渍、煅烧,得到还原后的氧化锌/镁铝复合氧化物。用X-射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、氮等温吸附和傅里叶红外光谱(FTIR)等方法对所制备的氧化锌/镁铝复合氧化物的结构和性能进行了表征。以酸性红G为模型污染物评价了其去除效率及光催化活性。碳酸钠还原处理过的氧化锌/镁铝复合氧化物结构发生了改变,氧化锌的晶粒变小,复合氧化物变成了片状结构,其对酸性红G的去除效率也明显提高,质量比为2∶1的氧化锌/镁铝复合物经还原后表现出了良好的光催化活性。     

Zn-Al类水滑石零净电荷点及等电点研究

用非均相共沉淀法合成了系列Zn-Al类水滑石(HTlc)样品,研究发现A1／(Zn Al)摩尔比(x)在0．31～0．52范围内可得到纯类水滑石相．用电势滴定法和显微电泳法分别测定了5个纯Zn-Al HTic样品的零净电荷点(PZNC)和等电点(IEP),以考察结构电荷对PZNC和IEP的影响．研究发现随结构正电荷密度的增加,PZNC和IEP均降低;IEP高于PZNC,且随结构正电荷密度的降低,IEP与PZNC的差值也降低,表明IEP与PZNC的差异来自结构电荷的影响．结构正电荷对HTlc的IEP与PZNC相对大小的影响与高价阳离子特性吸附的影响一致．初步探讨了结构电荷对PZNC和IEP的影响机理．     

MgAl无机-有机杂化材料对Pb~(2+)的吸附

采用共沉淀法合成了结晶度良好、具有纯水滑石相的Mg-Al型层状双金属氢氧化物(LDH)及其乙二胺四乙酸二钠(EDTA)-LDH无机-有机杂化物,并进行了表征。考察了Mg-AlLDH和EDTA-LDH对Pb2+的吸附作用,其均有很好的吸附能力,EDTA在LDH通道中可能以直立平行方式排列成单层。在相同条件下,EDTA-LDH的吸附速率和吸附量均高于Mg-AlLDH。结果表明,EDTA的插入具有协同增效作用,吸附动力学符合准二级吸附速率方程。吸附等温线可分为吸附阶段和表面沉淀阶段,吸附阶段的等温线符合Freundlich吸附等温式。初始pH值对Pb2+的吸附基本无影响。Pb2+在LDH和EDTA-LDH上的吸附机理主要为表面沉淀,并存在化学键合和静电键合作用,EDTA-LDH存在EDTA与Pb2+的络合作用。     

MgFe-Cl-LDHs的合成、结构及其插层组装性能研究

合成出了层间含Cl-的MgFe型层状双羟基氢氧化物（MgFe-Cl-LDHs），通过X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、热重及差热分析(TG-DTA)和元素分析等手段对其组成和结构特征进行了分析。研究表明：在共沉淀条件下，可制得晶体结构规整的MgFe-Cl-LDHs，且其结构规整性随组成中Mg²⁺/Fe³⁺物质的量比的增大而增强；LDHs层板六配位的金属离子与层板羟基层、层板羟基层与层间结构水的相互作用不随Mg²⁺/Fe³⁺物质的量比的改变而改变，而层板主体与层间客体阴离子之间的静电引力随Mg²⁺/Fe³⁺物质的量比的增大而降低。另外，其超分子结构特征使层间Cl^-能与有机阴离子CH₂CHC₆H₄SO₃^-和CH₃(CH₂)₁₁SO₃^-发生离子交换，形成以双分子层垂直于层板的交错有序的排布结构模式。     

Mg-Al-NO_3层状双氢氧化物的制备及性能研究

制备了带正电荷的Mg-Al-NO_3层状双氢氧化物（LDH）,并对其组成、形貌、 电性能、离子交换性能等各种性质进行了表征。实验结果表明,所制备的正电纳米 颗粒具有可调控的层间自由空间。该方法为进一步研究聚合物/纳米复合材料提供 了一个合成前驱体的方法。