十二烷基磺酸鈉插層有機(jī)層狀雙氫氧化物制備及吸附性能研究.pdf

1、層狀雙氫氧化物(Layered double hydroxides，簡稱LDHs)是一類層板帶永久正電荷的具有水滑石層狀晶體結(jié)構(gòu)的功能材料。目前，有關(guān)LDHs的合成、性能及應(yīng)用研究已大量展開。由于其具有特殊的層狀結(jié)構(gòu)和獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)，可通過表面吸附、表面絡(luò)合、離子交換等作用對(duì)水體中污染物質(zhì)進(jìn)行去除。但天然或人工合成的LDHs大部分具有親水性的表面結(jié)構(gòu)，更易與水分子等極性分子相結(jié)合，而對(duì)一些疏水性的有機(jī)分子去除效果較差。通過將有機(jī)陰離

2、子如十二烷基磺酸根引入層間，可制得有機(jī)LDH，其表面由親水性變?yōu)槭杷?。相較于普通LDH，有機(jī)LDH對(duì)有機(jī)類污染物的去除得到了較大的加強(qiáng)。
　　 本論文在綜合國內(nèi)外大量相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，分別采用離子交換法、結(jié)構(gòu)重建法及直接合成法制備了十二烷基磺酸鈉為層間陰離子的有機(jī)層狀雙氫氧化物，采用X-射線衍射圖譜、傅利葉變換紅外圖譜、元素分析、掃描電鏡、透射電鏡及熱重-差熱分析法等對(duì)合成材料進(jìn)行了表征。對(duì)三種合成方法進(jìn)行對(duì)比表明，采用結(jié)構(gòu)重

3、建法和直接合成法均可有效的合成層狀結(jié)構(gòu)良好，規(guī)整性良好的LDH-DSO，但直接合法合成更為便捷，且能耗較低。研究了該類吸附劑對(duì)水中腐殖質(zhì)的吸附效果和行為，并對(duì)吸附作用機(jī)理進(jìn)行了分析討論。結(jié)果表明:
　　 相對(duì)于無機(jī)LDH，有機(jī)LDH的表面性質(zhì)由親水性變?yōu)槭杷?，它們?duì)水體中有機(jī)類污染物的親和力大大的增加了。三種不同鎂鋁比（2∶1、3∶1和4∶1）的有機(jī)LDH對(duì)水體中腐殖酸的吸附量都遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于無機(jī)LDH-CO32-。吸附過程包括特性

4、吸附和分配作用兩種方式，且符合一種“dual-mode model”方程。通過計(jì)算分別得到特性吸附作用和分配作用的貢獻(xiàn)量，結(jié)果表明:
　　 (1)在腐殖酸濃度較低時(shí)，特性吸附作用起主要作用，吸附等溫線是非線性的，符合Langmuir吸附等溫線;
　　 (2)當(dāng)腐殖酸濃度較高時(shí)，分配作用起主導(dǎo)作用，吸附等溫線趨于線性。
　　 在吸附機(jī)理方面，雖然由于LDH表面由于疏水改性而與有機(jī)物的親和力大大增加，表面絡(luò)合及靜電相

5、互作用等特性吸附作用對(duì)吸附的貢獻(xiàn)要大于疏水性相互作用。吸附動(dòng)力學(xué)曲線符合擬二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程。LDH-DSO在pH5-9范圍內(nèi)表現(xiàn)出緩沖作用，拓寬了其應(yīng)用范圍。NaCl離子強(qiáng)度的對(duì)吸附作用的影響不大。
　　 LDH-DSO對(duì)三種不同類型的染料（酸性染料、活性染料及堿性染料）都表現(xiàn)出了較強(qiáng)的吸附能力。在pH5-9范圍內(nèi)，pH值的變化對(duì)吸附效果的影響不大。吸附動(dòng)力學(xué)曲線符合擬二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程。LDH-DSO對(duì)染料的吸附符合Langmuir