水滑石納米復(fù)合材料的制備及其在環(huán)境和催化領(lǐng)域的應(yīng)用研究.pdf

1、層狀雙氫氧化物(LDHs)又稱為水滑石，它具有優(yōu)良的結(jié)構(gòu)和層間化學(xué)特性，在吸附與綠色催化方面具有廣泛的應(yīng)用?；谒募{米復(fù)合材料，因?yàn)槠湓诜磻?yīng)活性、可調(diào)性、穩(wěn)定性以及循環(huán)利用特性等方面的優(yōu)勢，一直以來都是基礎(chǔ)科研和工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。另外，由于水滑石層間陰離子的可調(diào)性，便于發(fā)揮水滑石主體層板的限域效應(yīng)以及與層間陰離子間的協(xié)同效應(yīng)，為發(fā)展催化劑提供了一種嶄新的途徑。
　　本論文的研究目的是基于經(jīng)濟(jì)合理的設(shè)計(jì)，發(fā)展環(huán)境友好型水

2、滑石基先進(jìn)納米復(fù)合材料。因此，在本論文第一章中，我們著重介紹了水滑石的特性、結(jié)構(gòu)、表征、合成制備以及解決環(huán)境污染問題的技術(shù)。
　　在第二章中，我們采用靜電紡絲技術(shù)、溶膠凝膠法以及原位水熱合成法，設(shè)計(jì)制備了交織的聚丙烯腈/水滑石（LDH/PAN）納米復(fù)合膜;利用柱吸附技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了污染水中六價重金屬鉻的有效去除。該吸附動力學(xué)符合擬二階動力學(xué)方程，能夠?qū)崿F(xiàn)室溫條件下99％的去除效果，膜在4.8mL/min的流速下達(dá)到231mmol/g的

3、承載率。這種柱吸附技術(shù)顯示出催化劑高效率的簡便分離和重復(fù)利用等特性。
　　第三章依次通過無模板水熱合成法、煅燒法、以及原位次級再生法，設(shè)計(jì)制備了球型ZnMgAl-LDO/(MgAl，NiAl，ZnAl)-LDOs微/納米復(fù)合材料，并首次研究了該類球型復(fù)合材料對飲用水中氟離子的去除性能;在12.5mL/min的最優(yōu)化流速下，實(shí)現(xiàn)了不間斷模式下10mg/L氟離子的去除效果。我們的研究表明，煅燒后的ZnMgAl-LDO/MgAl-LDO

4、復(fù)合材料在pH=6.7的氟離子溶液中，最大吸附量可達(dá)2g/L。該技術(shù)顯示出此類催化劑性能優(yōu)良、操作簡單、可重利用等優(yōu)點(diǎn)。
　　在論文第四章中，我們首先通過無模板水熱法制備了球型ZnMgAl-LDH復(fù)合材料，并通過450℃煅燒和在SiW11多金屬氧酸鹽溶液中重構(gòu)，制備了球型ZnMgAl-SiW11納米復(fù)合材料;并將其應(yīng)用于廢水中偶氮類染料的光降解實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)在室溫條件下10mg/L亞甲基藍(lán)溶液在110分鐘內(nèi)95.41％的降解率。動力學(xué)