水滑石類材料的插層組裝及對酚類化合物的增強(qiáng)吸附性能.pdf

1、水滑石材料具有較大的內(nèi)表面和孔徑、交換容量大、耐高溫等優(yōu)點(diǎn)，在阻燃劑、醫(yī)藥、離子交換與水污染凈化等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。本論文探索水滑石材料的可控制備方法，以獲取多孔、大比表面積、層間疏水性等吸附材料，以增強(qiáng)其對水中對硝基苯酚（PNP）的吸附性能，主要研究結(jié)果如下:
　　以六亞甲基四胺（HMT）為沉淀劑，十二烷基苯磺酸鈉（SDBS）為表面活性劑，分別以酒石酸鈉、檸檬酸鈉、水楊酸鈉為結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑，通過水熱法合成了分等級多孔鋅鋁系水滑石 Z

2、nAl-LDH材料。表征結(jié)果表明， SDBS插層ZnAl-LDH材料在結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑的調(diào)節(jié)下，形貌可從不規(guī)則納米片分別轉(zhuǎn)變成類球狀結(jié)構(gòu)，絨球狀和中空微球結(jié)構(gòu)。其中，經(jīng)過水楊酸鈉改性的微球型疏水性ZnAl-LDH具有最大的比表面積（128.9 m2/g）和孔體積（0.37 cm3/g），對PNP的吸附效率也最高，其飽和吸附量為101.6 mg/g。
　　分別以酒石酸鈉，檸檬酸鈉和十二烷基苯磺酸鈉（SDBS）為插層改性劑，六亞甲基四胺（H

3、MT）為沉淀劑，運(yùn)用一步水熱法制備得到三種不同改性劑陰離子插層的鋅鋁水滑石。分別運(yùn)用X射線衍射（XRD）和掃描電鏡（SEM），以及N2的吸附-脫附等溫技術(shù)對樣品的形貌和結(jié)構(gòu)特性進(jìn)行了表征，結(jié)果表明，改性后的三種水滑石的形貌及比表面積各異，其中由酒石酸鈉改性的鋅鋁水滑石具有最大的比表面積（176.9 m2/g），其對硝基苯酚的吸附效率也最高，其飽和吸附量為154.4 mg/g。改性后的鋅鋁水滑石的層間距分別由0.757 nm增大到2.94

4、，3.42，3.73 nm，表明三種改性劑成功插層進(jìn)水滑石層間。通過對對硝基苯酚的靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)可知，經(jīng)過三種改性劑改性后的鋅鋁水滑石對對硝基苯酚的吸附效率增大，吸附速率增加，吸附動力學(xué)行為符合準(zhǔn)二級動力學(xué)方程，其吸附等溫線符合Langmuir等溫吸附模型。
　　用共沉淀和離子交換法兩種方法制備了環(huán)糊精（CMCD）插層改性的鋅鋁水滑石。經(jīng)環(huán)糊精改性后，原始的硝酸根型的鋅鋁水滑石的層間距由原來的0.874 nm增大到1.60 nm，表

5、明CMCD與層板間硝酸根發(fā)生了離子交換，成功插入水滑石層間，并在層間以軸線垂直于水滑石層板的方式排列。吸附實(shí)驗(yàn)表明，環(huán)糊精插層改性后的鋅鋁水滑石相對于原始的硝酸根型的水滑石，對對硝基苯酚的吸附速率加快，吸附效率提高，吸附量也增大，由原來的68.3 mg/g增大到98.0 mg/g，這是由于環(huán)糊精分子具有的圓桶形結(jié)構(gòu)，空腔內(nèi)部為疏水性，外表面為親水性，這種特殊的分子結(jié)構(gòu)使的環(huán)糊精分子也可以作為“主體”，通過分子間相互作用（如電荷傳遞、范德