利用化學(xué)實(shí)驗(yàn)中廢棄物為原料合成LDHs的研究和探索.pdf

1、層狀雙金屬氫氧化物(Layered Double Hydroxides，簡寫為LDHs)，又稱陰離子粘土或水滑石類化合物，是一種具有特殊層狀構(gòu)型的功能材料。由于該材料的主體層板元素具有可調(diào)控性和層間客體可交換性，使合成目標(biāo)應(yīng)用水滑石成為可能。它在離子交換、吸附、催化、醫(yī)藥、光、電、磁等多個(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。
　　本文研究了利用基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的含鉻廢水與固體廢棄物硫酸亞鐵銨合成含鉻鐵水滑石，并討論了其吸附性能。同時(shí)為了進(jìn)一步探

2、討含鉻鐵水滑石的微觀結(jié)構(gòu)及性質(zhì)，結(jié)合二價(jià)金屬鎂外層電子數(shù)較少的情況，選取了低價(jià)態(tài)的硝酸根插層的Mg3Cr-LDHs、Mg3Fe-LDHs進(jìn)行理論計(jì)算，并與硝酸根型Mg3Al-LDHs、Mg3Ga-LDHs的微觀結(jié)構(gòu)及性質(zhì)進(jìn)行了比較。
　　結(jié)合大學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生廢棄物的處理現(xiàn)狀，以硫酸亞鐵銨制備實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的固體廢棄物和含鉻溶液的滴定實(shí)驗(yàn)中廢液為原料，本文采用化學(xué)還原法對含鉻廢水與廢固硫酸亞鐵銨進(jìn)行無害化處理，探索了反應(yīng)原料的最佳投料比

3、，以二者最佳投料比并依據(jù)共沉淀法合成高效吸附劑水滑石。研究結(jié)果表明，經(jīng)過焙燒后的水滑石在自然光條件下對鉻液(含Cr(Ⅵ)51.25mg/L)進(jìn)行4h吸附，吸附量為32.37mg/g;該研究實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)室污染的零排放，達(dá)到了“以廢治廢，化廢為寶”的目的。
　　為了進(jìn)一步探討含鉻鐵水滑石的微觀結(jié)構(gòu)及性質(zhì)，本文采用密度泛函理論(DFT)，用CASTEP程序模塊，對Mg3M-LDHs(M3+=Al3+、Cr3+、Fe3+、Ga3+)周期性模