水滑石类材料光催化降解有机污染物研究进展

针对废水中浓度较高有机污染物这一处理难点,光催化技术因其降解充分、深度高效、节能环保等特点而受到广泛重视。本文指出水滑石类材料作为一种新型的光催化材料,独特的层状结构使其具有优异的光催化性能,成为光催化降解有机污染物领域的研究热点。本文以二元、三元入手,分别介绍了水滑石类材料通过调控离子种类和配比、氧化、负载、焙烧,以提高光催化降解有机污染物性能的研究进展;并结合水滑石类材料现状,对水滑石类材料在光催化降解有机污染物方面的研究方向进行了展望。

水滑石类材料在污染治理中的应用及研究进展

水滑石类材料是一类双金属层柱状化合物,因具有特殊的层间离子交换性能和结构记忆效应,在环境污染治理中可作为催化剂、吸附剂和螯合剂,分别用于低温催化还原气态污染物、修复阴离子污染水体和螯合重金属阳离子。针对国内外研究现状,讨论了水滑石类材料在环境污染治理中的应用及最新研究进展。具有螯合性能的水滑石类材料有可能发展为一种新的处理重金属污染的水体净化剂。

水滑石类材料在水处理中的应用及研究进展

水滑石类材料是一类双金属层柱状化合物,因其具有特殊的层间离子交换性能和结构记忆效应,在水处理中主要作为催化剂和吸附剂(离子交换剂)加以应用,已经展现出良好的应用前景。本文针对国内外的研究现状,重点讨论水滑石类材料在水处理中的应用及最新研究进展。

水滑石类材料在重金属废水治理中的应用进展

总结了水滑石类材料对重金属离子吸附机理主要为离子交换作用、记忆效应、螯合作用和表面吸附;重点介绍了国外关于未焙烧水滑石、焙烧态水滑石以及插层水滑石在重金属废水治理中的最新研究应用进展;指出利用构成水滑石层板及插入层间的离子种类和数量的可调控性,可制备一系列具有特殊性能的水滑石类材料,将极大拓宽水滑石材料在吸附领域的应用范围;同时水滑石类材料合成简单、易于分离、成本低廉及可重复利用,显示了其在重金属废水处理中的良好应用前景。

水滑石类材料的合成方法及其影响因素

水滑石类材料是层状阴离子型黏土,具有层间阴离子交换、比表面积大、"记忆功能"等特点。水滑石材料的合成方法主要有共沉淀法、水热合成法、离子交换法、煅烧复原法等。其中即时合成法是合成水滑石材料并同时实现废水处理的一种新思路。原料物质的量比、pH值、反应温度与时间等因素对水滑石类材料的纯度与结晶度具有较大影响。

改性水滑石类材料的制备及其吸附性能研究进展

水滑石和类水滑石及其插层材料统称为水滑石类材料(layered double hydroxides,LDHs)。在分析层状结构的基础上,综述改性LDHs的制备方法及其在废水处理中的吸附去除性能应用进展。制备改性LDHs主要有共沉淀法、水热及溶剂热法、离子交换法和焙烧复原法。共沉淀法工艺简单,条件易控,合成周期短;水热及溶剂热法产品粒子纯度高,晶形可控,生产成本低;离子交换法反应时间短,通过在层间容纳不同的阴离子调整LDHs性能并保持层状结构;焙烧复原法利用"记忆效应"实现LDHs重复利用;磁性LDHs具有超顺磁性,可快速回收固体吸附剂。改性LDHs的阴离子交换容量高,热稳定性良好,比表面积大,可以有效吸附去除废水中的重金属离子、有机污染物和无机阴离子。改性LDHs可广泛应用于催化、吸附、医药、阻燃、离子交换等领域。

类水滑石复合材料在工业废水处理中的应用研究进展

类水滑石复合材料因具有良好的吸附性能及理化性能在工业废水处理领域备受关注。文中介绍了类水滑石复合材料的制备方法,综述了类水滑石复合材料在各类工业废水中的应用研究状况,并对今后该类复合材料的研究方向进行了展望。

水滑石类插层材料的制备技术及应用

水滑石类插层材料(LDHs)具有特殊的层状结构,其组成、离子种类和数量、晶粒尺寸等参量都可以进行调控,使其具有特殊的性能,成为当前研究的热点。主要介绍了LDHs的基本结构、诸多性质、制备技术及应用领域,有助于更全面地认识LDHs以及对其研究的重要性。

以催化剂为应用背景的水滑石类插层材料的应用研究进展

双金属氢氧化物(LDHs)是一类具有典型层状结构的阴离子型粘土材料,由于其层间阴离子可交换性和层板化学组成可调变性等特殊性质,使得LDHs在催化领域范围内具有很好的应用前景。近年来,LDHs作为一种重要的无机催化材料备受研究者们的关注,介绍了其结构特征与基本性质并综述了这类催化材料的研究现状。

类水滑石材料主客体插层结构的构筑及特性的理论研究

因主体层板和层间客体具有丰富的可调性,类水滑石材料(LDHs)在催化、吸附、生物医药及光、电、磁等方面展现出了广阔的应用前景.近年来理论研究已成为揭示LDHs微观结构和性质的重要手段,本文系统综述了LDHs材料主体结构、客体结构以及主客体相互作用3个方面的理论研究工作进展,及其在作为光驱动催化剂方面应用的理论研究.从主体元素构成、元素比例、电荷分布、拓扑结构转变、能带结构、态密度、层间阴离子组成、离子交换性能、主客体作用力、能量性质及光催化性能等方面,在原子、电子尺度上揭示了LDHs材料结构-性能之间的构效关系,为以其为材料平台构筑一系列基于超分子插层结构主客体间相互作用的新型功能材料、扩展材料的功能性提供了丰富的理论信息和有益指导.

利用改性类水滑石制备吸附剂并用于水溶液中的甲基橙去除

本研究的目的利用合成的类水滑石经煅烧处理获得系列稀土掺杂的吸附剂,用于水溶液中甲基橙的去除。考察了吸附剂类型、初始甲基橙浓度、吸附剂用量和吸附时间等条件对水溶液中甲基橙去除的影响。试验结果发现:经煅烧处理的ZnAl-Sm-MMO比未经煅烧处理的ZnAl-Sm-MMO(0)表现出更高的甲基橙去除效率,并且相比较于ZnAl-La-MMO和ZnAl-Ce-MMO,ZnAl-Sm-MMO表现出最优的甲基橙吸附效率。通过XRD、N2-BET、SEM、XPS和FTIR对合成的吸附剂进行系列表征,表征结果发现:相比较于ZnAl-La-MMO和ZnAl-Ce-MMO,ZnAl-Sm-MMO拥有更大的比表面积和孔体积,同时ZnAl-Sm-MMO表面具有更丰富的氧空位,这些有利条件可以ZnAl-Sm-MMO吸附剂提供更多的活性位点,从而更有利于改善其吸附甲基橙。这项工作为水污染处理提供了一种具有高效吸附的优良吸附剂。

高炉渣制备Ca-Mg-A1类水滑石吸附水中Cr(Ⅵ)

以高炉渣为原料,通过酸浸取-除铁-共沉淀工艺制备了类水滑石介孔材料Ca-Mg-A1/LDH,并对其进行了表征,考察了对水中Cr(Ⅵ)的去除性能。结果表明,Ca-Mg-A1/LDH具有良好的结晶度,比表面积达87.98 m2/g。在30℃、初始Cr(Ⅵ)的质量浓度为20 mg/L、初始pH为2、吸附剂用量1 g/L的静态吸附条件下,Ca-Mg-A1/LDH对Cr(Ⅵ)吸附量为19.0 mg/g,Cr(Ⅵ)去除率为95.0%。Ca-Mg-A1/LDH对Cr(Ⅵ)的吸附过程更符合准2级动力学方程,属于Langmuir单分子层吸附。Ca-Mg-A1/LDH对模拟工业废水中Ni(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)的吸附容量分别可达14.0、19.2、23.0mg/g,且吸附过程同时符合Thomos模型和Yoon-Nelson模型。

荧光黄阴离子插层镁铝水滑石的合成、表征及光学性能研究

以CO32-型镁铝水滑石为前体,以有机荧光黄阴离子为客体,采用焙烧复原法和离子交换法,组装得到有机阴离子柱撑水滑石功能材料。并用FTIR、XRD、TG-DSC和分子荧光光度计等手段对样品进行了表征,发现该功能材料的荧光发射波长发生蓝移(约10 nm),且其发光强度比荧光黄明显减弱,表明该功能材料能有效调控有机阴离子的荧光性能。

两种甲醇水蒸气重整制氢催化剂的研究

对采用共沉淀法制备的CuZnAlO类铜系催化剂和采用水滑石类层柱材料(LDHs)前驱体制备的催化剂在甲醇水蒸气重整制氢反应中的性能进行了研究。对共沉淀法制备的CuZnAlO类铜系催化剂考察了ZrO2助剂的加入对催化剂反应性能的影响,发现Zr的质量分数为10%的催化剂显著提高CuZnAlO催化剂的反应性能。该催化剂的最佳反应条件:0.1MPa、250℃、H2O MeOH摩尔比1.0～1.3、3.56h-1。在此反应条件下进行了COPZr 2催化剂150h稳定性实验。结果表明,该催化剂具有很好的反应稳定性。甲醇转化率和氢产率分别约为88%和83%,产物湿基组成中H2和CO的质量分数分别为>63%和0.20%～0.31%。对LDHs前驱体制备的催化剂,进行了70h反应稳定性实验,结果表明,催化剂虽具有较高的起始活性,但随反应进行,活性有所下降,30h后基本保持稳定,甲醇转化率和产氢率分别为73%和66%,产物湿基组成中H2和CO的质量分数分别为>55%和0.07%～0.08%。该类催化剂的反应稳定性虽较差,但却可以显著降低产物湿基组成中CO的摩尔分数。对LDHs前驱体制备的催化剂进行XRD和SEM表征结果表明,ZrO2的加入使催化剂中CuO晶粒分散更为均匀,颗粒更细。

采用LDHs前驱体制备的甲醇水蒸气重整催化剂

对采用水滑石类层柱材料 (LDHs)前驱体制备的Cu/ZnAlO催化剂进行了研究 ,并探讨了Zr和Ce部分及完全取代Cu/ZnAlO催化剂中的Al时 ,对该类催化剂反应性能的影响。最后还对催化剂的稳定性进行了研究。

水滑石类层柱材料在环境保护中的应用研究

水滑石类层柱材料因具有特殊的层柱状结构和物理化学性质,其在催化、离子交换和吸附等方面具有很大的应用潜力.本文就该类材料的结构和性能及其在环境保护领域的应用、存在问题和发展前景予以综述.

密度泛函理论在层状双金属氢氧化物结构性能优化中的应用研究进展

层状双金属氢氧化物类材料因其比表面积大、阴离子兼容度广,而在诸多领域具有广泛的应用。本领域研究目前面临的挑战之一是针对特定的应用环境来定向优化层状双金属氢氧化物的结构和性能,其中的瓶颈问题在于其微观结构和宏观性能的本质关系尚不明确,基于密度泛函理论的从头算方法是有效的解决方案。本文主要总结了近五年来密度泛函理论在层状双金属氢氧化物结构、性能研究中的应用进展:(1)目前模拟计算多用于研究层状双金属氢氧化物的几何构型、层间空间、电子结构等微纳观特征及稳定时的热力学性质;(2)目前模拟计算结果多用于提供与宏观实验规律相统一的微纳观机理解释;(3)建立层状双金属氢氧化物微观结构和宏观性能的本质关系,仍需大量、系统的模拟数据和实验数据支撑;(4)模拟计算结合先进的现代物理检测技术,有望实现基于理论导向的结构设计和性能优化。