部分水解聚丙烯酰胺在铝镁氢氧化物上的吸附

研究了部分水解聚丙烯酰胺（ＰＨＰＡ）在具有永久正电荷的铝镁氢氧化物（ＡＭＨ）上的吸附，考察了水解度（α）、ｐＨ、离子强度和温度等因素的影响．发现水解度增大，吸附量降低，ｐＨ增大，水解度低的样品ＰＨＰＡ１（α＝２．４％）的吸附量增大，而水解度高的样品ＰＨＰＡ２（α＝１０．８％）和ＰＨＰＡ３（α＝４１．２％）的吸附量降低．电解质使ＰＨＰＡ１的吸附量降低，而使ＰＨＰＡ２的吸附量升高．温度升高，ＰＨＰＡ的吸附量也升高，说明吸附是吸热过程．对吸附机理进行了探讨．

镁铝层状双氢氧化物的应用研究进展

镁铝层状双氢氧化物(Mg-Al-LDH)是一种新型的二维层状纳米材料,具有比表面积大、吸附性强、热稳定性高、循环稳定性好等特点,在能源、医药、环境等领域具有良好的应用前景,可用作催化剂、电池材料、药物载体、分析检测试剂、污水处理剂、气体吸附剂等,其制备方法主要有共沉淀法、水热法、离子交换法等,其中共沉淀法操作简单、成本低、反应条件易控制,是一种常用的制备方法。同时,Mg-Al-LDH也存在易团聚、制备过程中废液量大、再生困难等缺点,目前其实验室相关研究较多,大规模工业化应用较少,后续需努力克服其缺点,使其便于大规模工业化应用。作者系统综述了近年来国内外Mg-Al-LDH的应用研究进展,可为其相关理论及应用研究提供参考。

镁铝氢氧化物正电溶胶结构研究

镁铝氢氧化物正电溶胶结构研究韩书华，张春光，侯万国，孙德军，王果庭（山东大学胶体与界面化学研究所，济南，２５０１００）关键词镁铝氢氧化物，正电溶胶，共沉淀镁铝氢氧化物是一种层状的氢氧化物。Ｂｕｒｂａ等［１］提出将镁铝氢氧化物与钠质蒙脱土作用可得到抑制...

镁铝双氢氧化物和镁铁铝改性蒙脱土去除水体中磷的吸附效果研究

通过间歇式批实验和动力学实验研究了不同pH条件下磷酸盐在镁铝双氢氧化物(Mg-Al-LDH)、钠基膨润土(Na-Mt)及镁铁铝改性膨润土(Mg-Al-Mt、Fe-Mt和Fe-Al-Mt)的吸附特征。结果表明,在pH4.5～9.0范围内,随着pH的升高,Na-Mt,Fe-Mt和Fe-Al-Mt3种矿物对磷的吸附率相应减少,镁铝双氢氧化物对磷的吸附率有所增加;Mg-Al-LDH、Fe-Mt和Fe-Al-Mt的对磷吸附率约为95%,比Mg-Al-Mt高40%,比Na-Mt高80%。用Langmuir方程描述磷的等温吸附过程,最大吸附容量(Qm)大小顺序为Fe-Al-Mt>Fe-Mt>Mg-Al-LDH>Mg-Al-Mt>Na-Mt,b值大小依次为Mg-Al-LDH>Fe-Mt>Fe-Al-Mt>Mg-Al-Mt>Na-Mt,最大缓冲容量(Qmb)以Mg-Al-LDH的为最大,Na-Mt的为最小;Freundlich等温吸附方程参数KF代表相对吸附容量,以Mg-Al-LDH的KF值最高,依次是Fe-Mt、Fe-Al-Mt和Mg-Al-Mt,Na-Mt的KF值最小,这与Qmb的结果一致;决定系数(R2)表明,Langmuir等温吸附方程能更好地拟合铁改性蒙脱土和铁铝改性蒙脱土,而Freundlich方程对钠蒙脱土,双氢氧化物和镁铝改性蒙脱土的拟合效果要好。磷酸盐吸附过程分为快反应和慢反应,用动力学实验数据进行拟合,准二级动力学方程能够更好的拟合改性蒙脱土和Mg-Al-LDH对磷的动力学吸附数据,其决定系数为0.999;Elovich方程拟合改性蒙脱土磷酸盐的吸附数据也有很好的相关性(R2为0.89～0.94)。Na-Mt矿物磷酸盐的吸附用抛物线扩散方程描述最为合适,原因可能是磷酸盐镶嵌在矿物层间是一个扩散过程,不涉及化学吸附过程。

镁铝双氢氧化物用于染料废水脱色的研究

以氯化铝、氯化镁、氨水等为原料,合成了镁铝双氢氧化物正电溶胶(MADH)。以水溶性染料模拟废水为研究对象,检验了MADH对染料废水的脱色效果,并对其脱色机理进行了探讨。结果表明,MADH对活性染料、酸性染料和直接染料等阴离子型染料具有明显的脱色效果。在足量MADH存在的条件下,废水脱色率可达99%以上,最佳pH为6～9,最佳反应时间为10min。温度升高不利于吸附过程的进行,其饱和吸附容量为327～2113mgg。MADH用于实际印染工业废水处理,脱色率和CODCr去除率同样较高。脱色机理为MADH对染料的化学吸附作用。MADH对阳离子型染料的去除效果较差。

镁铝氢氧化物正电溶胶的制备

对镁铝氢氧化物制备的反应条件进行了研究，结果表明：溶胶中镁铝比随混合溶液中镁铝比的增加而增加到一极限值（Ｍｇ／Ａｌ＝２）。随着制备时的镁铝比的增加，溶胶的固含量增加，其产率下降，但ζ电位先上升而后下降。在溶液中镁铝比大于２∶１时，溶胶中只有镁铝氢氧化物。随温度的升高，在胶溶过程中颗粒增大，为六角片状微晶。

带结构正电荷的镁铝氢氧化物去除水体中磷的研究

以带结构正电荷的镁铝层状双金属氢氧化物(Mg-Al-LDH)溶胶为吸附剂系统研究了不同因素对磷吸附去除性能的影响,结果表明:其吸附动力学和吸附等温线分别符合准二级、Elovich速率方程和Langmuir方程,理论饱和吸附量可达55.99~60.90 mg/g。吸附过程的ΔG0为-28.78^-20.67 kJ/mol,吸附机理以静电吸引和化学吸附为主导。无机和有机阴离子会抑制磷在吸附剂上的吸附。200 mg/L的Mg-Al-LDH可以吸附90%以上的溶解性反应磷和84%的总磷,可以实现废水和富营养化水体中过量磷的吸附去除。

镁铝层状双氢氧化物/三聚氰胺磷酸盐复配阻燃剂对中密度纤维板的协效阻燃机理分析

【目的】探究镁铝层状双氢氧化物(MgAl-LDHs)与三聚氰胺磷酸盐(MP)复配阻燃剂的协同阻燃机理,为MgAl-LDHs与磷氮阻燃剂复配阻燃剂应用于阻燃纤维板制备提供理论基础。【方法】采用氧指数仪和锥形量热仪测试阻燃中密度纤维板的阻燃性能,通过氧指数、热释放速率、总热释放量、烟释放速率、烟释放总量变化和协效比计算,分析复配阻燃剂的释热性能及其在生烟特性方面的协效作用,运用热重分析、傅里叶红外光谱分析以及热重-傅里叶红外光谱联用分析技术探讨MgAl-LDHs与MP之间的凝聚相和气相阻燃机理。【结果】复配阻燃剂制备出中密度纤维板的氧指数为31.9%,复配阻燃剂在氧指数协效比计算中未表现出协效作用,而锥形量热仪协效比计算表现出协效作用,热解分析表明复配阻燃剂对木粉的阻燃效果优于MgAl-LDHs和MP单独阻燃作用。燃烧过程中MP催化MgAl-LDHs快速分解,释放大量水蒸气和CO_(2),吸收纤维板热量,降低表面温度,使燃烧难以维持,同时水蒸气和CO_(2)稀释可燃气体和氧气浓度,降低燃烧速率。复配阻燃剂的阻燃机理主要为气相阻燃,凝聚相阻燃作用不明显,气相阻燃是“冷却效应”和“稀释效应”共同作用的结果,320℃前主要为气相阻燃,380℃后复配阻燃剂进入凝聚相阻燃。【结论】MgAl-LDHs与MP复配阻燃剂的协同阻燃作用机理表现在3方面:1)温度范围增大,MgAl-LDHs低温分解,与MP复配后复配阻燃剂初始分解温度为198℃;2)MgAl-LDHs分解释放水蒸气和CO_(2),MP分解释放氨气冲淡燃烧表面可燃气体,协同发挥“稀释效应”作用;3)MP催化成炭和MgAl-LDHs高温熔融的覆盖协同作用。

焙烧型镁铝双金属氢氧化物对水中苯甲酸的吸附行为

采用共沉淀法制备镁铝双金属氢氧化物(LDHs)功能材料,并在500℃焙烧得到改性的层状氢氧化镁铝(LDO),利用XRD和FTIR对改性前后的产物结构进行表征。以LDO为吸附剂、水中苯甲酸为研究对象,具体考察了吸附剂的投加量、p H、吸附平衡时间及恒温水浴振荡温度等实验条件对苯甲酸脱除效果的影响。结果表明,在25 m L质量浓度为0.6 g/L的苯甲酸溶液中,吸附剂投加量0.8 g,p H=8.0,吸附60 min,(25±0.5)℃的条件下脱除效果较佳,脱除率可达到77.9%。此外,吸附反应较符合Langmuir吸附等温模型,该吸附是一个自发放热反应,吸附热为-17.01 k J/mol。

镁铝层状双金属氢氧化物对Cu^2+和Cd^2+的吸收动力学研究

研究了柠檬酸盐(C6H5O7^3-)、苹果酸盐(C4H4O5^2-)和酒石酸盐(C4H4O6^2-)插层的镁铝层状双金属氢氧化物(MgAl-LDHs)对Cu^2+、Cd^2+的吸收动力学。当将MgAl-LDHs加入到恒定pH=5.0的Cu^2+和Cd^2+溶液中时,Cu^2+和Cd^2+的浓度随着温度的升高而降低。结果表明,对重金属离子的吸收主要归因于重金属离子与有机酸阴离子之间发生了螯合作用,并发现吸收速率方程取决于形成的螯合物的类型。

镁铝双金属氢氧化物对Cu^(2+)的吸附

为研究镁铝双金属氢氧化物(MgAl-LDHs)对铜离子的吸附性能,采用了共沉淀的方法合成了镁铝双金属氢氧化物(MgAl-LDHs),并利用镁铝双金属氢氧化物(MgAl-LDHs)对铜离子进行吸附,同时考察了溶液p H值、吸附时间、吸附剂用量、溶液初始浓度对铜离子吸附率的影响,并利用XRD对产品结构进行了表征。结果表明:在常温时,当溶液pH为9、吸附时间为160 min、吸附剂用量为4 g、溶液初始浓度为25 mmol/L的条件下,MgAl-LDHs对铜离子的吸附率达到最大值为90.84%。

镁铝复合氢氧化物去除水体中铅离子的研究

近些年,铅污染已成为威胁人类健康的十大类污染物之一,越来越引起公众的关注,本文主要通过p H影响实验、Al投加量实验、Mg2+浓度影响实验及Pb离子表征实验,研究镁铝复合氢氧化物对于水体中铅的去除情况。研究发现:p H是镁铝复合氢氧化物去除Pb离子的关键影响因素,聚合度较高的Al13是一种高效絮凝剂,在去除效果上Al13优于Al Cl3,实验溶液中Mg^2+含量为24.0 mg/L时,达到较好的去除Pb离子效果,镁铝复合沉淀物呈无定形形态,有较大的比表面积,结晶度较好,使去除重金属离子的效率得到进一步提高。

镁铝复合氢氧化物对于水体中砷的去除研究

砷污染己经是全球性污染问题,受到了各界普遍关注。砷具有强毒性,且可致癌;若含As离子的废水不经处理,排入自然水体,会严重污染生态环境,危害人体健康。镁铝复合氢氧化物是在强化混凝过程中形成的,并且高聚合度的铝系混凝剂有利于形成更多的镁铝复合物;本次研究主要利用这种材料,研究其对于As离子的去除效果,以及去除后的表征情况,可以得出如下结论:pH、As离子浓度是较关键的影响因素,这些因素均影响着镁铝复合氢氧化物的形成情况以及其对于离子的去除效果。通过一些表征说明,镁铝复合物的形态呈无定形,具有巨大的比表面积,成分也较为复杂;在一定pH保证下,聚合度较高的Al13较AlCl3形成复合物的颗粒要大,说明形成的镁铝复合氢氧化物对于污染离子的去除起到了更加积极的促进作用。

镁铝层状双金属氢氧化物对水体中钒吸附的性能

随着我国工业的快速发展,钒污染问题日益突出。为了更好地处理水体环境中钒污染问题,本试验采用共沉淀法合成镁铝层状双金属氢氧化物(Mg-Al LDHs),通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)3种表征手段对材料进行表征分析。结果表明,Mg-Al LDHs结构完整,结晶度较高,有良好的层状结构,符合典型的水滑石结构。另外,还对吸附剂与钒的等温吸附和吸附动力学进行了研究。等温吸附试验表明,Mg-Al LDHs对钒吸附的等温吸附曲线与Freundlich模型更为相符,对钒的最大吸附量达到394.64 mg/g,表明Mg-Al LDHs对钒的吸附行为发生了非均质分布多吸附位点吸附。吸附动力学试验表明,准二级动力学模型能够更好地描述Mg-Al LDHs对钒的吸附行为,说明吸附反应速率的控制步骤为化学反应过程。对比其他类型的吸附剂,Mg-Al LDHs对钒具有极高的吸附能力,且绿色环保,对治理阴离子形态钒污染水体具有极高的应用潜力。

镁铝层状双氢氧化物改性低密度聚乙烯的制备及其性能研究

为了提高低密度聚乙烯(LDPE)阻燃性能,采用水热法制备了镁铝层状双金属氢氧化物(MgAl-LDHs),并利用常见的偶联剂--氨基硅烷对其进行改性处理,将改性后的MgAl-LDHs与低密度聚乙烯(LDPE)复合制得低密度聚乙烯/镁铝双金属氢氧化物复合材料(MgAl-LDHs-LDPE)。该研究表征了MgAl-LDHs添加量对LDPE基体的阻燃性能、力学性能以及热稳定性的影响。实验结果表明,随着MgAl-LDHs添加量的增加,材料的阻燃性能明显提高,但对其力学性能以及稳定性均有一定程度的不利影响。当MgAl-LDHs质量分数为10%时,制备的MgAl-LDHs-LDPE复合材料综合性能较佳。

镁铝氢氧化物改性生物炭对水体中氮磷的吸附效果研究

为提高硬质枣核生物炭(ZC)对水体氮磷的去除性能,采用两步溶液浸渍法制备了一组不同Mg/Al比(x)的双氢氧化物改性生物炭(ZC-x,x=2,3,4)。利用XRD、SEM/EDS、FTIR和N2吸附/脱附手段对吸附材料进行了表征。结果表明,镁铝改性剂以低结晶度层状双氢氧化物的形态负载到ZC表面;ZC-x的比表面积和孔容积均大于ZC;在30mg·L^(-1)、pH=6.5及3℃条件下ZC-3对PO_(4)^(3-)和NO_(3)^(-)的去除率最高,分别为47.5%和27.7%,具有更高的吸附速率和更强的亲和力ZC-3。研究结果为发展水体脱氮除磷碳基吸附材料及应用技术提供了实验依据。

三维镁铝层状双金属氢氧化物对微藻的毒性影响及致毒机制

为探究三维镁铝层状双金属氢氧化物(3D-MgAl-LDH)对微藻的毒性影响及致毒机制,本研究选取小球藻(Chlorella vulgaris)和斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)作为受试藻,借助X射线粉末衍射仪、傅里叶红外光谱仪、扫描电子显微镜和激光粒径分析仪等测试技术表征3D-MgAl-LDH的组成及形貌,通过改变3D-MgAl-LDH暴露浓度、暴露时间以及溶出物质SDS浓度,明晰各因素对两种微藻的毒性影响,并测定3D-MgAl-LDH暴露后微藻的细胞结构、光合色素含量和抗氧化酶(MDA、SOD)活性以揭示其致毒机制.结果表明:1)3D-MgAl-LDH是由LDH和SDS共组成的三维花状材料.2)随3DMgAl-LDH浓度增加,两种微藻的生长抑制率均呈增加趋势(P<0.05),其中小球藻对3D-MgAl-LDH毒性影响更为敏感,而斜生栅藻对3D-MgAl-LDH毒性影响表现出更强的耐受性.3)随3D-MgAl-LDH暴露时间延长,两种微藻的生长抑制率均逐渐减小,表明微藻对3D-MgAl-LDH的胁迫作用产生抗逆性.4)3D-MgAl-LDH对小球藻和斜生栅藻的致毒机制主要包括细胞割伤、遮光效应和氧化应激.本研究结果为LDHs应用于实际废水治理的潜在风险评估提供理论依据.

镁铝层状双金属氢氧化物在化工污水处理中的应用研究

加氢脱硫碱洗装置产出的化工污水中富含多种有机污染物,PH值高、COD值高并富含多种氨氮及硫化物,对污水处理环节造成了挑战。针对该问题,本项目开展了基于镁铝层状双金属氢氧化物的化工污水处理应用研究。实验结果发现,通过40 min的工艺处理,COD值、氨氮及硫化物值均有下降。其中,对硫化物的去除率最为明显,高达77%。该研究证明了镁铝层状双金属氢氧化物对化工污水处理具有潜在应用价值,尤其是针对含硫化物高的高p H值化工污水。

圆片Mg-Al双氢氧化物的制备及其对水中刚果红的去除

以水和乙醇为混合溶剂,制备Mg-Al层状双氢氧化物,样品具有单分散圆片结构.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)对样品结构进行表征.进一步研究样品对水中有机污染物刚果红(CR)的吸附性能,吸附等温曲线遵循Langmuir模型,吸附动力学曲线符合准二级模型,其最大吸附量为129.87 mg/g,表明制备的Mg-Al双氢氧化物是一种高效有机染料吸附剂.最后探讨样品对刚果红的吸附机制,主要以离子交换为主.

热改性层状双氢氧化物吸附除Cr(Ⅵ)性能(英文)

通过共沉淀法制备得到镁铝层状双氢氧化物(LDHs),并在450℃高温下进行热改性处理(即C-LDHs)。系统性比较了上述两种材料除Cr(Ⅵ)的吸附动力学及等温线模型,并考察温度、p H、Cr(Ⅵ)初始浓度等重要因素对吸附效果的影响。使用XRD、SEM、FT-IR和TG-DTG等对两种吸附材料进行了表面特性表征。结果表明,热改性后C-LDHs的表面性质发生了巨大变化。但其吸附过程仍符合Langmuir吸附等温式。C-LDHs对Cr(Ⅵ)的最大吸附量为105.26 mg·g-1,远大于LDHs的吸附量(20.66 mg·g-1)。本文结果表明,对层状双氢氧化物进行经济方便的热改性可大幅度增强其对Cr(Ⅵ)的吸附性能,对层状双氢氧化物的工业化应用具有重要的参考价值。