Zn/Al-LDH-水门汀复合材料物理特性及其氟离子释放

目的制备出Zn/Al-LDH-水门汀复合材料,研究其物理特性及氟离子释放。方法先制备出Zn/Al-LDH,然后用10、20、40、0 mg的Zn/Al-LDH与玻璃离子混合制备出不同比例的Zn/Al-LDH-水门汀复合材料,利用扫描电子显微镜、光电子能谱分析和X射线衍射对不同比例的Zn/Al-LDH-水门汀复合材料的物理特性和氟离子释放进行研究。结果光电子能谱分析得出10、20、40 mg所对应的Zn/Al-LDH-水门汀复合材料制备成功显示。X射线衍射显示在2°至20°左右处10、20、40 mg所对应的Zn/Al-LDH-水门汀复合材料有一较明显的峰并且随着Zn/Al-LDH含量的增大该峰的强度也在增大,说明成功制备了不同比例Zn/Al-LDH-水门汀复合材料。氟离子释放测定,Zn/Al-LDH释放氟离子的浓度最慢,最大浓度都趋近于零,说明这种物质中不含氟离子或氟离子含量几乎接近于零;其他3种物质与水门汀相比,20、40 mg Zn/Al-LDH释放氟离子的浓度比水门汀高,而10 mg Zn/Al-LDH释放的氟离子浓度比水门汀慢。结论成功制备了不同比例Zn/Al-LDH-水门汀复合材料,10 mg Zn/Al-LDH与一定量的水门汀复合所得的物质是最佳的材料。

负载球状Zn/Al-LDH的壳聚糖海绵的制备及微纤维去除性能研究

使用水热合成法制备球状锌铝层状氢氧化物(Zn/Al-LDH),并通过超声将不同含量的球状Zn/Al-LDH负载在壳聚糖海绵上,研究其对洗涤废水中微纤维的吸附去除效果。通过扫描电子显微镜、比表面积吸附脱附仪等对海绵进行了表征,探究不同规格的海绵对微纤维的吸附能力,结果表明:负载不同含量的球状Zn/Al-LDH海绵对洗涤废水中的微纤维具有优异的吸附性能,其中负载球状Zn/Al-LDH与壳聚糖的质量比为1∶50时海绵的比表面积最大,为105.39 m^(2)/g,吸附效果最好,最大吸附效率可达42.06%,最大吸附量可达63.09 mg/g。

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。

Zn-Ni-Al-LDHs催化剂的制备及其催化酯化高酸原油脱酸

以尿素为沉淀剂,采用均相沉淀法制备了Zn-Ni-Al-LDHs催化材料。以450℃焙烧6 h的Zn-Ni-Al-LDHs为催化剂,研究高酸原油酯化脱酸效果。结果表明,在高酸原油250 mL、催化剂用量1.23 g、反应时间6 h、反应温度200℃和醇油体积比0.04条件下,可将酸度5.81 mg-KOH·g-1的原油降至0.21 mg-KOH·g-1,减缓环烷酸对设备及管线的腐蚀。

Ce(OH)_(3)包覆Zn-Al-LDHs在Zn-Ni二次电池中的电化学性能

采用共沉淀法制备Ce(OH)_(3)包覆Zn-Al-LDHs,并且将其作为锌镍二次电池的新型负极材料。利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)对Ce(OH)_(3)包覆Zn-Al-LDHs进行形貌和微观结构的表征,结果表明,Ce(OH)_(3)成功包覆在Zn-Al-LDHs表面。通过循环伏安曲线(CV)、Tafel极化曲线、交流阻抗曲线(EIS)和恒电流充电放电测试研究了其作为锌镍电池负极材料的电化学性能,结果表明,Ce(OH)_(3)包覆Zn-Al-LDHs表现出很好的循环可逆性能和抗腐蚀性能,Ce(OH)_(3)包覆Zn-Al-LDHs电极在Zn-Ni二次电池中的循环稳定性和充放电特性得到了明显提高,经过80次循环后,其循环保持率可以达到94.5%。

基于聚二甲基硅氧烷胶与Zn-Al型水滑石复合膜为离子载体的溶解二氧化碳电极及其性能标定

深海探测溶解CO2气体异常,可以为寻找热液口提供一个很好的证据。本文设计的基于自制的聚二甲基硅氧烷胶与Zn-Al型水滑石复合膜为离子载体的溶解CO2探测电极属于电势型CO2电极,适用于对深海中溶解形式的CO2的测量,具有体积微小、便于与pH、盐度、温度、氧化还原电位等多种传感器集成在同一探头腔内,实施在线探测等优点。实验室条件下,将该溶解CO2探测电极与银/氯化银参比电极分别接在Keithley 6517A高阻抗电位计输入端进行测试,测试结果表明:该电极对不同浓度的碳酸氢钠溶液具有良好的响应信号,响应时间大约在30s—1 min,检测限在10-1—10-4mol·L-1。

Zn-Cu-Al层状水滑石基复合氧化物的合成及光催化性能

采用球磨-水热法合成不同投料摩尔比的Zn-Cu-Al层状水滑石(LDHs),LDHs前驱体经焙烧后转变为Zn-Cu-Al复合金属氧化物。用XRD、SEM、TG、DTA和BET等方法对样品前驱体及焙烧产物进行表征。在模拟太阳光照下,以甲基橙(MO)溶液为目标降解物,研究金属离子摩尔比、焙烧温度等对样品的结构、组成形貌及光催化活性的影响。结果表明:当n(Zn):n(Cu):n(Al)投料比为1:2:1时,获得的前驱体具有典型的水滑石片层状结构。最佳前驱体经500℃焙烧后样品中出现Zn O、Cu O和Zn Al2O4 3种氧化物的特征衍射峰,具有较好的结晶度,其比表面积为70.1 m2/g,孔体积为0.26 cm3/g。在模拟太阳光照射下60 min后,0.5 g/L催化剂对25 mg/L甲基橙溶液的脱色率达93.1%。

Zn-Mg-Al类水滑石催化剂催化制备生物柴油的研究

采用共沉法制备Zn-Mg-Al类水滑石并且利用XRD,IR等手段对催化剂进行表征,研究Zn-Mg-Al类水滑石及其焙烧产物对酯交换反应的催化活性。结果表明,样品具有水滑石结构,可用于多相催化酯交换合成生物柴油的反应,Zn-Mg-Al类水滑石及其焙烧产物的催化活性和选择性均较高。在温度为65℃,醇/油物质的量比为9∶1,催化剂用量为反应物总质量的5 wt%,反应时间为4 h的条件下,脂肪酸甲酯的得率达到89%。催化剂可重复利用5次,仍保持较高活性。

Zn-Mg-Al类水滑石催化制备生物柴油的研究

采用共沉法制备Zn-Mg-Al类水滑石并且利用XRD,IR等手段对催化剂进行表征,研究Zn-Mg-Al类水滑石及其焙烧产物对酯交换反应的催化活性。结果表明,样品具有水滑石结构,可用于多相催化酯交换合成生物柴油的反应,Zn-Mg-Al类水滑石及其焙烧产物的催化活性和选择性均较高。在温度为65℃,醇/油的物质的量比为9∶1,催化剂用量为反应物总质量的5%,反应时间为4 h的条件下,脂肪酸甲酯的得率达到89%。催化剂可重复利用5次,仍保持较高活性。

共沉淀法制备Zn-Al水滑石

锌铝水滑石是层状双羟基金属氧化物(LDHs)的一种,是一类阴离子型层状功能材料,由于其特殊的层状结构与物理化学性质,在催化、水污染处理、塑料工艺、电工行业、医药和分离等领域,有着广泛的应用。本文采用共沉淀法制备出系列Zn-Al LDHs,采用X-射线衍射、红外光谱、激光粒度分析等表征手段对样品进行分析和表征。考察了滴定方式、pH值及Zn/Al摩尔比对产物结构和粒度的影响,从而得出制备Zn-Al LDHs的最佳条件。结果表明,采用恒定pH值法,在pH=10、Zn/Al摩尔比为3/1的条件下,制得的Zn-Al LDHs晶型完整且粒度分布较窄。

Removal of phenylalanine from water with calcined CuZnAl-CO3 layered double hydroxides

Cu-Zn-AI-CO3 layered double hydroxide （LDH）, with a Cu to Zn mole ratio of 5：1 and a （Cu＋Zn） to AI mole ratio of nearly 2, was prepared and its calcined product （CLDH） was obtained. Batch sorption studies were conducted to investigate removal of phenylalanine from water with CLDH. The results show that CLDH can be used as an effective adsorbent and its sorption capacity is higher than that of Mg-A1--CO3-LDH. The maximum adsorption was observed at pH 6.7. A maximum adsorption capacity is 37.25 mg/g. The adsorption processes follow the Lagergren＇s first order kinetic model. The adsorption data are fitted well with the Langmuir isotherm equation. The thermodynamic parameters were calculated, and the negative △G and positive △H indicate that the adsorption processes are spontaneous endothermic in nature. The mechanism of adsorption also suggests that the benzoate molecules are tilted, forming an angle with the hydroxyl layers.

Zn^(2+)-Ni^(2+)-Al^(3+)-MnO_4^--LDHs制备及其表征

锌、镍和铝物质的量比为1∶3∶2,以尿素为沉淀剂,采用均相沉淀技术制备Zn^(2+)-Ni^(2+)-Al^(3+)-CO_3^(2-)-LDHs。以Zn^(2+)-Ni^(2+)-Al^(3+)-CO_3^(2-)-LDHs为前驱体,分别与Cl-和MnO_4^-进行离子交换,将MnO_4^-引入Zn^(2+)-Ni^(2+)-Al^(3+)-LDHs层间制备Zn^(2+)-Ni^(2+)-Al^(3+)-MnO_4^--LDHs新型复合材料。通过XRD、SEM、FT-IR和EDS等对合成产物Zn^(2+)-Ni^(2+)-Al^(3+)-MnO_4^--LDHs进行表征。结果表明,Zn^(2+)-Ni^(2+)-Al^(3+)-MnO_4^--LDHs复合材料结晶度较高,层间距为0.912 nm,具有明显的六边形层状结构,片层横向尺寸约为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%。

Zn/Al类水滑石磁性生物炭复合材料的制备及其对Pb^2+的吸附性能

以油茶果壳为原料,采用化学沉淀法及水热合成法,成功制得了Zn/Al类水滑石磁性生物炭复合材料(LMB)。研究了LMB的添加量、吸附时间、pH值对Pb^2+吸附的影响及吸附动力学、吸附热力学。结果表明:LMB吸附Pb^2+的过程符合拟二级动力学,化学吸附为反应速率控制步骤。Elovich模型拟合结果表明LMB吸附Pb^2+存在慢化学反应吸附过程,是由反应速率和扩散因子决定的非均相扩散的吸附-脱吸过程。颗粒内扩散模型分段拟合说明吸附过程伴随着多线性且吸附过程中颗粒内扩散不是唯一的速率控制步骤。吸附等温线表明,LMB对Pb^2+的吸附符合Langmuir模型,为单分子层化学吸附。LMB对Pb^2+的单分子层最大吸附质量比为213.0 mg/g。

Zn-Al-Ce水滑石在Zn-Ni二次电池中的电化学性能

采用水热法制备锌铝铈水滑石(Zn-Al-Ce-LDHs),并且将其作为锌镍二次电池的新型负极材料。利用红外光谱(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)对制备的Zn-Al-Ce-LDHs进行了形貌和微观结构的分析。通过循环伏安曲线(CV)、Tafel极化曲线和恒电流充电放电测试研究了Zn-Al-Ce-LDHs作为锌镍电池负极材料的电化学性能。XRD和SEM分析发现,制备的Zn-Al-Ce-LDHs结晶度完好、分散均匀并且呈现出了规则六边形片状结构。电化学性能研究结果表明,Zn-Al-Ce-LDHs应用到Zn-Ni二次电池中表现出了很好的循环可逆性能和抗腐蚀性能;恒电流充电放电测试结果分析可知,Zn-Al-Ce-LDHs电极表现出了较为优异的循环稳定性以及充放电特性,经过80次循环后,循环保持率可以达到95.1%。

BiOCl/Zn-Al LDHs复合材料的制备及光催化性能研究

采用共沉淀法制备了Zn-Al层状双氢氧化物(LDHs)包覆BiOCl微球的复合光催化材料。利用X射线衍射、傅里叶红外光谱、紫外可见漫反射、扫描电镜等对样品的形貌、物相组成进行了表征。并以甲基橙为模拟污染物,研究了所制备的样品在紫外光以及可见光下的光催化性能。实验结果表明,BiOCl/Zn-Al LDHs复合物的光催化活性优于单一的BiOCl和Zn-Al LDHs,当Zn-Al LDHs质量分数为19.5%时的BiOCl/Zn-Al LDHs复合光催化材料表现出了最强的催化活性,在紫外光和可见光照射下对甲基橙的降解率分别为94.4%和28%。

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.

酸性橙插层锌铝水滑石的组装及其结构与性能

采用共沉淀法合成酸性橙阴离子插层锌铝水滑石(Zn/Al-AO7 LDHs),研究不同pH值及原料金属离子配比对产物结构的影响,利用X射线粉末衍射(XRD),热分析(TG-DTA),傅里叶变换红外(FT-IR)等表征手段,对插层产物的结构进行表征,确定了制备酸性橙插层锌铝水滑石的最适宜条件.用量子化学的B3PW91/6-31G(d,p)方法对Zn/Al-AO7 LDHs模型分子的空间几何构型进行了优化,通过结构组合得到的层间距为2.33 nm,接近XRD测试得到的层间距,从而说明了酸性橙离子在水滑石层板间的排列方式.进一步以甲酰胺为溶剂对水滑石层板进行剥离,得到澄清溶液,根据剥离产物的XRD谱可以确定剥离实验成功.

锌铝复合氧化物抗菌性能研究

以水和硫酸锌及水和硫酸铝为主要原料,通过共沉淀的方法制备了Zn∶Al为3∶1的类水滑石(LDHs)型前驱体。采用XRD、SEM、TEM等对LDHs及其煅烧形成的复合氧化物的结构及形貌进行了研究,测试了复合氧化物对大肠杆菌ATCC 2385的抗菌性能,并考察了反应时间,焙烧温度、不同沉淀剂对该复合氧化物抗菌效果的影响。结果显示,反应时间为12 h,焙烧温度为1000℃,沉淀剂为碳酸钠时得到的复合氧化物抗菌性能最为优异。

锌掺杂镁铝水滑石在纸张阻燃中的应用

共沉淀法合成了Mg-Al-CO3LDH和Zn-Mg-Al-CO3LDH,并将其作为填料应用于纸张阻燃中,分析讨论了其结构、性质以及其对纸张性能的影响。结果显示:合成的Mg-Al-CO3LDH和Zn-Mg-Al-CO3LDH均具有典型的水滑石结构,且结晶度较好,晶相单一,带有较高的正电荷密度。锌的引入降低了水滑石对纸张物理强度的不利影响,且提高了水滑石的白度,当其加入量为20%时,阻燃纸的白度为83.1%,比空白纸样提高了5.59%。Zn-Mg-Al-CO3LDH比Mg-Al-CO3LDH具有更优异的阻燃性,当Zn-Mg-Al-CO3LDH的加入量为20%时,阻燃纸的氧指数为26.1%,达到难燃级。