硝酸盐溶液浓度对镁铝水滑石结构记忆效应的影响

用共沉淀法制备了镁铝水滑石,并进行XRD、N2吸附-脱附、TG-DTA和FT-IR等表征。结果表明,制备的镁铝水滑石呈六方晶型,比表面积为121 m2.g-1。研究了硝酸盐溶液浓度对水滑石结构记忆性的影响,发现400℃焙烧5 h的镁铝水滑石在硝酸铜和硝酸铁溶液中浸泡可以恢复水滑石结构,溶液浓度越低越容易恢复,同时NO3-插入水滑石的层间可以形成一种新型应用功能材料。

镍铝水滑石的合成、表征及结构记忆效应的研究

用共沉淀法、水热法合成了一系列镍铝水滑石,研究了不同沉淀剂对所制备水滑石结晶度及层状结构有序性的影响,结果表明以尿素为沉淀剂水热法合成的水滑石结晶度和层状结构有序性最好。在一定温度范围内对经不同温度焙烧后的样品进行了焙烧复原试验,借助XRD、FT-IR、TEM、BET等分析手段对所制备的水滑石样品进行了表征,考察了焙烧温度和复原条件对样品结构记忆效应的影响。结果表明,在实验的复原条件下,200-350℃焙烧后的镍铝水滑石样品能完全复原;焙烧温度越高,焙烧样品越难复原,当温度升至900℃时,焙烧样品结构完全无法复原。

Mg-Al-Eu三元层状化合物的结构和荧光记忆效应

研究了Mg-Al-Eu三元层状氢氧化物(TLH)分别在无CO2的去离子纯水(pH=7)、苯丙氨酸水溶液(pH=5)以及苯丙氨酸钠水溶液(pH=8,9,11)体系中的结构和荧光记忆效应。X射线衍射(XRD)测试结果发现:400℃煅烧后的TLH在这不同的体系中都能很好地重构成原始的TLH结构。荧光光谱(FL)研究结果表明:400℃煅烧后的TLH在一定时间内也能较好地恢复其原始的荧光性质;但超过一定时间后,其荧光性质将发生变化,这种荧光的变化可能与其重构产物在不同溶液体系中的浸泡时间和体系的pH有关;此外,还发现重构产物的结晶度和粒子尺寸与溶液体系的pH以及浸泡时间有关。

焙烧水滑石去除氯离子性能研究

利用水滑石 (LDH)焙烧后在一定条件下可重新吸收水和阴离子从而部分恢复层状结构的结构记忆效应 ,研究了 3种工业级LDH不同温度下的焙烧产物即焙烧水滑石 (CLDH)去除Cl-的行为。射线粉末衍射仪表征了它们的结构特征。CLDH对氯离子的去除实验表明 ,n(Mg)∶n(Al)比值为 3和 4的LDH在 5 0 0～ 6 0 0℃下焙烧的CLDH对氯离子的去除率达到 95 %以上 ,1gCLDH去除氯离子的最大量约 5 9 6mg。

水铝钙石类阴离子黏土在水污染处理领域应用的研究现状

水铝钙石(Hydrocalumite)是一种阴离子黏土,又称"弗里德尔盐"(Friedel’s Salt),属于层状双金属氢氧化物(LDHs),可通过多种低成本方法人工合成.水铝钙石的层间阴离子具有可交换性,且在一定温度范围内焙烧时所获产物在水溶液中具有层状结构可恢复性,因此在水污染和固体废物处理领域有很大应用价值,已被用于水中B(OH)4-、SeO24-、CrO24-、MoO24-、Zn2+等无机组分和十二烷基硫酸钠(SDS)、烷基苯磺酸钠(SDBS)、甲基橙(MO)、酸性大红(GR)等有机组分的去除实验研究,以及粉煤灰等典型固体废物在填埋前的预处理研究.水铝钙石类阴离子黏土对水中有害组分的去除效果受到离子种类和性质、溶液pH、去除产物溶度积常数等多种因素的影响,所涉及去除机理包括离子交换、溶解-沉淀、表面吸附等.当前利用水铝钙石去除水污染的研究基本局限于实验室研究阶段,并在严格控制的实验条件下进行,因而今后应加强其处理实际受污染水体和原生劣质水的实验研究,并尝试作为填充材料在可渗透性反应墙(PRB)等水污染原位处理装置中加以应用.

镁铝双金属氢氧化物及氧化物去除硫离子(S^(2-))性能及其机理研究

利用层状双金属氢氧化物(LDHs)层间阴离子的可交换性及其结构记忆效应,研究了氯离子插层镁铝双金属氢氧化物(MgAl-Cl-LDHs)及镁铝双金属氧化物(MgAl-LDO)去除S2-的性能及机理。采用X射线粉末衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、紫外-可见光谱(UV-Vis)和电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP)等表征技术,详细探讨了焙烧复原法及离子交换法得到的不同产物的结构和去除S2-性能,提出了MgAl-Cl-LDHs和MgAl-LDO对S2-的不同去除机理。结果表明,MgAl-LDO具有较MgAl-Cl-LDHs更为优良的去除S2-性能。文中所有去除实验的pH值均为9,此时S2-发生水解且主要以HS-存在于溶液中。采用MgAl-Cl-LDHs为前体时,HS-的离子交换能力比Cl-弱,不能通过与Cl-交换进入层间,S2-的去除机理主要是表面吸附HS-及将其氧化成S2O32-。以MgAl-LDO为前体时,HS-通过LDO结构恢复能迅速进入层间,且受MgAl-LDO的催化氧化性能的影响,在结构恢复的同时HS-被氧化成S2O32-、S2-和S3-,可以高效去除溶液中的S2-。nMg/nAl比为2的LDHs在500℃下焙烧的产物MgAl-LDO对S2-的去除率能够达到98%以上,以MgAl-LDO去除S2-的方法可作为一种高效除S2-的方法。

利用水滑石及其煅烧产物去除水中氟

利用Mg-Al-NO3类水滑石及其煅烧产物开展了去除水中氟的实验研究。实验结果表明,水滑石及其煅烧产物都具有良好的除氟能力。当水中初始氟浓度不超过50 mg/L时,未煅烧水滑石和煅烧后水滑石的除氟率均在90%以上。但未煅烧水滑石主要依靠表面吸附以及水中氟与层间硝酸根的离子交换来除氟,而煅烧后水滑石的除氟机理则包括其层状机构复原后的氟离子插层和氟代诺三水铝石的沉淀。在此基础上,开展了地下水中其他常见阴离子(HCO3-、SO42-、Cl-)与氟的竞争吸附实验,评价了水溶液中上述离子的存在对水滑石除氟能力的影响。