Cd^(2+)-Zn^(2+)-Al^(3+)-LDHs新型材料的制备、表征及其光催化性能研究

以尿素为沉淀剂,以Cd(NO_3)_2·4H_2O、Zn(NO_3)_2·6H_2O、Al(NO_3)_3·9H_2O为原料,采用均相沉淀技术制备了Cd^(2+)-Zn^(2+)-Al3+-LDHs新型光催化材料。在此基础上,借助各种分析检测技术对新型材料的结构和性能进行了系统的表征。实验研究结果表明Cd^(2+)-Zn^(2+)-Al^(3+)-LDHs为片层状圆盘状形貌,平面尺寸为3μm,厚度约为250nm,层间距为0.779nm。微观孔结构分析表明该材料平均孔径为15.6nm,比表面积较大(132.2m2/g),吸附能力强,禁带宽度窄(2.36Eg),是理想的光催化剂。以Cd^(2+)-Zn^(2+)-Al^(3+)-LDHs作为光催化剂,在一定条件下可以有效降解亚甲基蓝。催化反应40min后,降解率为98%。

Ni^(2+)-Al^(3+)-CNO^--CO_3^(2-)-LDHs层状材料的制备及其热分解性能研究

利用尿素法成功合成了Ni^(2+)/Al^(3+)摩尔比为3∶1的双阴离子Ni^(2+)-Al^(3+)-CNO^--CO_3^(2-)-LDHs。制备的Ni^(2+)-Al^(3+)-CNO^--CO_3^(2-)-LDHs具有较高的结晶度和较规整的片层形貌。研究了Ni^(2+)-Al^(3+)-CNO^--CO_3^(2-)-LDHs层状材料的热稳定性以及微介孔特性。实验结果表明,Ni^(2+)-Al^(3+)-CNO^--CO_3^(2-)-LDHs在低于300℃煅烧时,层间水及其CNO-脱除,LDHs的层状结构依然保持,层间距为0.681nm;当煅烧温度控制在300~500℃时,层间CO_2-3和层板羟基分解使其层状结构开始坍塌并分解生成复合金属氧化物(LDO);400℃煅烧所得复合金属氧化物具有较高的BET比表面积(198m^2/g),随着煅烧温度的升高,煅烧产物的比表面积减小,平均孔径增大。

花状三元Mg^(2+)-Zn^(2+)-Al^(3+)-LDHs的制备及其光催化性能研究

以尿素为沉淀剂,以Mg(NO_3)_2·4H_2O、Zn(NO_3)_2·6H_2O、Al(NO_3)_3·9H_2O为原料,采用均相沉淀技术制备了Mg^(2+)-Zn^(2+)-Al^(3+)-LDHs新型光催化材料。实验研究结果表明Mg^(2+)-Zn^(2+)-Al^(3+)-LDHs为片层状圆盘状形貌,平面尺寸为3μm,厚度约为250 nm,层间距为0.781 nm。该材料禁带宽度窄(2.49 Eg),是理想的光催化剂。以Mg^(2+)-Zn^(2+)-Al^(3+)-LDHs作为光催化剂,在一定条件下可以有效降解甲基橙。催化反应60 min后,降解率为95%。

Ni^(2+)-Al^(3+)-PW_(12)O_(40)^(3-)-LDHs的制备及表征

利用尿素法成功合成了Ni/Al摩尔比分别为2∶1,3∶1,4∶1的Ni2+-Al3+-LDHs。结果表明,Ni/Al摩尔比为2∶1制备的Ni2+-Al3+-LDHs具有较高的结晶度和较规整的片层形貌。Ni2+-Al3+-LDHs(Ni/Al=2)层状材料经400℃煅烧后,其层间CNO-、CO32-脱除并生成复合金属氧化物(LDO),以LDO作为前驱体通过煅烧重组法将磷钨杂多酸根(PW12O403-)成功引入到Ni2+-Al3+-LDHs层中,形成了Ni2+-Al3+-PW12O403--LDHs新型催化剂材料。

芬布芬插层Mg/Fe-NO_3-LDHs复合材料的组装及其缓释性能的研究

采用共沉淀法合成Mg/Fe-NO3-LDHs前体,通过正交试验考察了镁铁物质的量比、pH值、反应温度及时间对产物结构和物相的影响,确定了最佳合成条件(Mg、Fe物质的量比为3,pH值为9,反应温度为65℃,反应时间为4h)。再以共沉淀法组装芬布芬-LDHs,利用XRD、FT-IR、UV、TG-DTA对产物进行了结构表征,插层量19.6%。测试芬布芬-LDHs在模拟肠液、生理盐水及蒸馏水中的缓释性能,结果表明其在不同的缓释介质中均具有较好的缓释效果。释放过程符合准二级动力学方程,芬布芬在LDHs层间的扩散是释放控制步骤。

Ni^(2+)-Al^(3+)-MoO_4^(2-)-LDHs防腐缓蚀剂的制备及其表征

以镍铝摩尔比为3∶1,尿素作为沉淀剂,采用均匀沉淀法制备了Ni^(2+)-Al^(3+)-CO_3(2-)-LDHs层状材料。以Ni^(2+)-Al^(3+)-CO_3_(2-)-LDHs作为前驱体,分别与NaCl、钼酸钠(Na_2MoO_4·2H_2O)进行离子交换反应,成功构建了Ni^(2+)-Al^(3+)-MoO_4(2-)-LDHs防腐缓蚀剂。通过XRD、SEM、FT-IR、TG-DTG、ICP对样品进行了分析表征,研究结果表明MoO_4^(2-)插入LDHs层间,其层间距由0.769 nm增加到0.982 nm,样品晶相完整,并保持了良好的层状结构。

磷钨杂多酸插层Ni^(2+)-Mg^(2+)-Al^(3+)-LDHs复合材料的合成

利用尿素回流法合成Ni2+-Mg2+-Al3+-LDHs,Ni2+-Mg2+-Al3+-LDHs层状材料经300℃焙烧后,以焙烧产物作为前驱体,通过焙烧重组法将磷钨杂多酸成功引入Ni2+-Mg2+-Al3+-LDHs层中,制备磷钨杂多酸插层Ni2+-Mg2+-Al3+-LDHs复合材料。

Ni^(2+)-Fe^(3+)-CO_3^(2-)-LDHs亲油改性及其除油性能研究

尿素作为沉淀剂,采用均相沉淀技术制备了Ni^(2+)-Fe^(3+)-CO_3^(2-)-LDHs层状材料。以Ni^(2+)-Fe^(3+)-CO_3^(2-)-LDHs作为前驱体,分别与NaCl、十二烷基磺酸钠(CH_3(CH_2)_(11)SO_3Na)进行离子交换反应得到Ni^(2+)-Fe^(3+)-CH_3(CH_2)_(11)SO_3^--LDHs新型吸附剂材料,成功实现了将CH_3(CH_2)_(11)SO_3^-负载到Ni^(2+)-Fe^(3+)-LDHs层状材料,对Ni^(2+)-Fe^(3+)-CO_3^(2-)-LDHs进行亲油改性,研究表明该改性后的材料为介孔材料,其比表面积为196.2 m^2/g,平均孔径为18.3 nm。利用Ni^(2+)-Fe^(3+)-CH_3(CH_2)_(11)SO_3^--LDHs复合材料对含油污水进行处理,实验表明十二烷基磺酸根离子插层Ni^(2+)-Fe^(3+)-LDHs后的产物增强了LDHs的亲油吸附性能,其饱和吸附量为6.57μL/g。

Co^(2+)-Ni^(2+)-Al^(3+)-CH_3(CH_2)_(11)SO_3^--LDHs制备及吸油性能研究

尿素作为沉淀剂,采用均相沉淀技术制得Co^(2+)-Ni^(2+)-Al^(3+)-LDHs层状材料。以Co^(2+)-Ni^(2+)-Al^(3+)-LDHs作为前驱体,分别与NaCl、十二烷基磺酸钠[CH_3(CH_2)_(11)SO_3^-Na]进行离子交换反应分别制得Co^(2+)-Ni^(2+)-Al^(3+)-CH_3(CH_2)_(11)SO_3^--LDHs新型吸附剂材料,实现了将CH_3(CH_2)_(11)SO_3^-负载到Co^(2+)-Ni^(2+)-Al^(3+)-LDHs层状材料。研究表明Co^(2+)-Ni^(2+)-Al^(3+)-SDS^--LDHs为介孔材料,增强了类水滑石的亲油吸附性能,其比表面积为136.2m^2/g,平均孔径为18.3nm,在相对压强(P/P0)为1.0时,吸附量达到321cm^3/g,具有较好的吸附性能。

Ni^2＋-Fe^3＋-C7H7SO^-3-LDHs催化剂的制备

以尿素为沉淀剂,柠檬酸钠为络合剂,采用均相沉淀法制备Ni^(2+)-Fe^(3+)-CO_3^(2-)-LDHs。以制备的Ni^(2+)-Fe^(3+)-CO_3^(2-)-LDHs为前驱体,分别与Na Cl和对甲苯磺酸钠进行离子交换反应得到Ni^(2+)-Fe^(3+)-C_7H_7SO_3^--LDHs新型催化剂,成功实现对甲苯磺酸根负载Ni^(2+)-Fe^(3+)-LDHs。研究表明,Ni^(2+)-Fe^(3+)-C_7H_7SO_3^--LDHs为介孔材料,比表面积为165.6 m^2·g^(-1),平均孔径为14.7 nm,较大比表面积和空隙结构增强了其吸附性能和催化活性。

大片层结构Zn^(2+)-Ni^(2+)-Al^(3+)-LDHs制备及表征

以镍、锌、铝摩尔比为1∶3∶2,以尿素作为沉淀剂,借助均相沉淀技术,制备了Zn^(2+)-Ni^(2+)-Al^(3+)-LDHs新材料,通过XRD、SEM、FT-IR、EDS等分析手段对合成产物进行了表征。研究表明该材料结晶度较高,具有明显的六边形层状结构,其平面尺寸约为3μm,厚度约为100 nm。

Zn^(2+)-Al^(3+)-LDHs@Al构建及其吸附氟离子的性能

以硝酸锌、硝酸铝为原料,尿素为沉淀剂,采用均相沉淀技术,在铝基体表面原位生长Zn^(2+)-Al^(3+)-LDHs薄膜。采用XRD、FT-IR、SEM和EDS等对铝片表面构建的Zn^(2+)-Al^(3+)-LDHs的成分和结构进行分析表征,研究表明,Zn^(2+)-Al^(3+)-LDHs膜均匀生长在铝基体表面,具有典型的LDHs材料的层状结构。研究了Zn^(2+)-Al^(3+)-LDHs@Al在不同焙烧温度条件下吸附氟离子的性能,研究表明,Zn^(2+)-Al^(3+)-LDHs@Al对氟离子的吸附量随着焙烧温度的升高,吸附量逐渐增大,焙烧温度为300℃时吸附量达到最大,氟离子吸附量为0.0156 mg·cm^(-2),氟去除率约98.2%。

Ti1Li3Al4-LDHs@氧化椰壳活性炭复合材料的制备及光催化水还原CO2性能研究

采用尿素水热共沉淀法,以氧化椰壳活性炭(OBAC)为载体制备Ti 1Li 3Al 4-LDHs@OBAC复合材料。利用XRD、SEM、FT-IR、UV-Vis DRS和固定床循环光催化评价系统对复合材料进行了结构和光催化性能表征。研究了OBAC氧化改性对Ti 1Li 3Al 4-LDHs@OBAC的结构和光催化性能的影响规律。结果表明,Ti 1Li 3Al 4-LDHs@OBAC 6%HNO 3的光催化活性最高,主要归因于其界面有良好的共价键作用,Ti 1Li 3Al 4-LDHs在OBAC表面具有较高的结晶度和良好的分散性,其光催化还原CO 2为CO和CH 4的产率最高达78.47μcat和5.92μmol/g cat,与Ti 1Li 3Al 4-LDHs相比,光催化效率分别提高了35%和18.9%。

水热辅助下MgFe-CO_3-LDH的室温固相制备

采用室温固相反应结合水热处理制备出层状双金属氢氧化物(MgFe-CO3-LDH)。利用X射线粉末衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、热重-差热分析(TG-DTA)和扫描电子显微镜(SEM)等方法对产物进行了表征。研究结果表明,随着Mg2+/Fe3+物质的量比的增加,所得样品的结构规整性及热稳定性均有所增加。

PVC用ZnAlLa-CO_3^(2-)类水滑石的制备与表征

以锌、铝、镧硝酸盐为原料,采用阴离子交换法制得ZnAlLa-CO32-类水滑石,通过XRD、FT-IR分析样品的物相结构、结晶度以及插层阴离子的种类.结果表明,在制备条件为:n(La3+)/n(Al 3+)不高于1/8,pH=8.0,阴离子交换时间为1.0～2.0h,碳酸钠为理论所需用量的2倍时,得到了结晶度好、纯度高的ZnAlLa-CO23-类水滑石.

正丁醇/水混合溶剂中一步合成NO_3-LDH的研究

以尿素为沉淀剂,正丁醇/水混合液为溶剂,采用水热法直接合成层状双金属氢氧化物Zn Al-NO_3-LDHs。通过X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)和元素分析(CHN)等对所得样品进行表征,证明在尿素存在条件下,NO-3进入LDHs层间;XRD、SEM结果和丁达尔现象显示所得NO_3-LDHs可在甲酰胺溶液中剥离。对尿素存在条件下形成NO_3-LDH而非CO3-LDH的机理进行了探讨。以氯化盐和硫酸盐为原料,采用本文方法成功合成了Cl-LDH和SO4-LDH,此研究结果可为制备不同阴离子插层的LDHs提供一种简单直接的方法。

磺基水杨酸根插层Mg-Zn-Al-LDHs的组装及其抗紫外线性能

以硝酸镁、硝酸锌、硝酸铝为原料,尿素为沉淀剂,制备了Mg2+-Zn2+-Al3+-LDHs前体,利用离子交换反应成功将阴离子紫外线吸收剂磺基水杨酸根(SSA)嵌入到Mg2+-Zn2+-Al3+-LDHs新型层中制备了新型紫外抗老化剂Mg2+-Zn2+-Al3+-SSA-LDHs,并利用Mg2+-Zn2+-Al3+-SSA-LDHs对沥青进行改性,采用XRD,FTIR,SEM,EDS,UV-Vis等分析手段对前体及紫外抗氧化剂进行表征,考察了改性沥青的性能。表征结果显示,Mg2+-Zn2+-Al3+-SSA-LDHs层板具有阻隔部分紫外线的能力,没有阻隔的紫外线又被层间SSA吸收,有效阻止了沥青氧化,提高了沥青的耐老化性能。实验结果表明,Mg2+-Zn2+-Al3+-SSA-LDHs的加入延缓了沥青的紫外氧化速度,有利于延长沥青材料的使用寿命,具有重要的经济和社会效益。

基于ZnO模板原位合成Cu/Zn/Al-LDHs/ZnO薄膜的工艺及性能研究

采用多金属片于Na2CO3溶液中在ZnO模板表面原位合成了Cu/Zn/Al-CO3-LDHs/ZnO薄膜前体和La-Cu/Zn/Al-CO3-LDHs/ZnO复合薄膜,优化了工艺条件。借助XRD、FT-IR、UV、TG/DTA及电化学测试等手段对LDHs薄膜结构及其性能进行了表征与分析。结果表明,该薄膜中水滑石晶体的ab面平行于基体,薄膜在ZnO模板表面形成多层叠加结构;月桂酸根修饰LDHs薄膜能增强其疏水性能,薄膜与基体结合牢固,对金属锌表现出优异的耐蚀性。

MgAl-NO_3-LDH对水中无机砷、氟的吸附/脱附性能研究

采用离子交换法制备硝酸根型层状双金属氢氧化物(MgAl-NO_3-LDH),研究其对水中微量As(Ⅲ)、As(Ⅴ)和F^-的吸附行为;同时使用酸盐法对吸附砷、氟后的材料进行脱附,检测其脱附后的再吸附性能。结果表明:MgAl-NO_3-LDH对As(Ⅲ)、As(Ⅴ)和F^-的吸附容量分别为0.026、0.11和3.8 mg/g;MgAl-NO_3-LDH吸附砷与氟的主导机理均为离子交换;再生后材料对As(Ⅲ)的吸附容量(0.014 mg/g)有所减弱,但对As(Ⅴ)的吸附容量(0.099 mg/g)依然较强。

Zn^(2+)-Ni^(2+)-Al^(3+)-类水滑石@Al薄膜制备及其光催化性能

含过渡金属元素的类水滑石(LDHs)材料在可见光催化领域显示了广泛应用前景.然而LDHs粉末在催化反应中难回收、易流失,不利于材料的循环利用.以铝板为基体,通过原位生长技术在基体表面原位生长Zn^(2+)-Ni^(2+)-Al^(3+)-LDHs,开辟制备Zn^(2+)-Ni^(2+)-Al^(3+)-LDHs@Al材料的新方法.研究表明,Zn^(2+)-Ni^(2+)-Al^(3+)LDHs薄膜在铝基底纵向生长,具有高取向性.LDHs结晶度较高,片层结构规整,极大暴露了LDHs催化活性较高的层板边缘.该薄膜材料具有较低禁带宽度、较高可见光催化活性.Zn^(2+)-Ni^(2+)-Al^(3+)-LDHs@Al能够有效降解甲基橙(MO)有机染料废水,多次循环后对染料的降解率可达98%.该材料极大的增强了对光的利用率,促进了光生电子和空穴对的分离和转移,提高了材料光催化活性,推动和强化了LDHs材料的循环利用及综合处理废水的能力,提高了其应用价值和应用范围,为LDHs材料的开发、设计及应用提供了新思路.