改性水滑石对富营养化水体总氮的去除性能研究

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滑石粉在水质净化中的应用实验与效果研究

滑石粉在水质净化中的应用实验与效果研究【引言】水是生命之源，而水质净化对于保护生态环境和人类健康至关重要。

目前，许多净化方法被广泛应用，其中滑石粉作为一种新兴材料，已引起了研究人员的兴趣。

本文旨在通过实验研究，探讨滑石粉在水质净化中的应用效果和机制。

【实验设计与方法】1. 实验材料准备- 滑石粉：从市场购买的滑石粉样品，粒径在100-200目之间。

- 水样：从自来水龙头取样，确保水质符合饮用水标准。

- 实验仪器：包括PH计、电导仪等。

2. 实验步骤（1）滑石粉预处理：将滑石粉样品加入蒸馏水中，搅拌均匀。

然后使用滤纸过滤，以去除较大颗粒和杂质，并将滑石粉温干备用。

（2）滑石粉添加实验：将不同质量浓度的滑石粉加入水样中，每组设置不同的滑石粉投加量，如0.5克、1克、1.5克等，同时设立对照组。

（3）观察记录：确定不同投加量的滑石粉与水样接触时间，并在此过程中观察颜色变化、浑浊度变化和沉淀的形成。

（4）水质分析：分别对滑石处理前后的水样进行水质参数测定，包括pH值、电导率、溶解氧浓度、总溶解固体、总悬浮颗粒物等。

3. 数据处理与分析对于实验结果进行统计学分析，计算不同滑石粉投加量下水质指标的变化，并绘制相应图表。

使用适当的统计学方法对实验数据进行处理和假设验证。

【实验结果与讨论】1. 颜色变化与浑浊度变化实验结果显示，随着滑石粉投加量的增加，水的颜色逐渐变得清澈，浑浊度明显降低。

这说明滑石粉对于有效去除水中的悬浮颗粒物具有显著效果。

2. pH值变化实验中发现，滑石粉投加后，水样的pH值有所变化。

经过统计学分析，发现滑石粉能够实现水质的中性化，使其逐渐接近中性范围。

这可以归因于滑石粉的缓冲作用和中和酸碱物质的能力。

3. 电导率和总溶解固体（TDS）变化滑石粉的添加减少了水样的电导率和TDS值，表明滑石粉能够有效净化水质中的溶解固体和有害矿物质。

4. 总悬浮颗粒物（TSP）变化实验结果显示，滑石粉可以显著降低水中的悬浮颗粒物含量。

水滑石基催化材料及其在废水治理中的应用

水滑石基催化材料及其在废水治理中的应用水滑石基催化材料及其在废水治理中的应用近年来，随着工业化进程的加快，废水排放问题日益严重，给环境和人类健康带来了巨大的威胁。

因此，寻找高效、环保的废水治理技术成为了当今的研究热点之一。

水滑石基催化材料作为一种新兴的功能材料，在废水治理中显示出了巨大的应用潜力。

水滑石是一种层状结构的无机材料，主要由镁铝硅酸盐组成。

其独特的结构使其具有较高的比表面积和良好的吸附性能，特别适用于废水中污染物的吸附分离。

同时，水滑石材料具有较好的稳定性和再生性，在多次使用后仍然保持较高的吸附性能，节约了资源和成本。

水滑石基催化材料通过改性和复合技术，可以赋予其更多的功能特性，提高其在废水治理中的应用效果。

例如，将水滑石材料与活性炭复合，在吸附性能的基础上增加了催化降解有机污染物的能力；通过钙化处理，提高了材料对重金属离子的吸附能力；利用聚合物修饰水滑石表面，增加了其对有机物的选择性吸附。

水滑石基催化材料在废水治理中的应用主要有以下几个方面。

首先，水滑石基催化材料可以用于废水中重金属离子的吸附。

重金属离子对环境和人体健康有严重影响，如镉、铬、铅等重金属离子具有很强的毒性和潜在的生物富集性。

利用水滑石基催化材料的高比表面积和吸附性能，可以高效地吸附废水中的重金属离子，将其从废水中剥离出来，达到净化废水的目的。

其次，水滑石基催化材料在废水中有机污染物的催化降解方面也有广泛的应用。

有机污染物是废水中的重要组分，对环境和生态系统具有较大的危害。

利用水滑石基催化材料的催化作用，可将有机污染物分解为无害的物质，如CO2和H2O，从而实现废水的净化和再利用。

此外，水滑石基催化材料还可以用于废水中微污染物的吸附。

随着科技的发展，微污染物的种类和含量在不断增加，如药物残留、农药、工业添加剂等。

这些微污染物对环境和人类健康带来了潜在风险。

通过水滑石基催化材料的高效吸附特性，可以有效地去除废水中的微污染物，提高废水的品质。

滑石对水中Pb(Ⅱ)吸附性能研究

成为ＭｇＯ３１．７２％，ＳｉＯ，６３．５２％，Ｈ，Ｏ４．７６％。滑石特殊的层状结构和较大的比表面积决定了
滑石粉（一０．０４５ｍｍ，纯度 ≥９５．００％，桂林市海达滑石制品有限公司）；硝酸铅Ｐｂ（ＮＯ。）（纯度
１试验材料与方法
１．１试验材料
工业及印刷等，处理方法¨ 刮较多，但吸附法因其技
术成熟，操作简单而被广泛应用。滑石是一种含镁硅酸盐矿物，化学式为ＭｇＳｉＯ。］（ＯＨ）：，化学组
ｌｕｆｅｎｃｅｓｏｆｔａｌｃｄｏｓａｇｅ，ｒｅａｃｔｉｏｎｔｉｍｅａｎｄｐＨｖａｌｕｅｏｆｔｈｅｓｏｌｕｔｉｏｎｏｎｔｈｅａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ，ｔｈｅａｄ－ｓｏｒｐｔｉｏｎｉｓｏｔｈｅｒｍｓｄｒａｗｎ，ａｎｄｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍａｎａｌｙｚｅｄ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔｏｆｔａｌｃｏｎＰｂ
ＡＢＳＴＲＡＣＴ：Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｔｒｅａｔｉｎｇｗａｓｔｅｗａｔｅｒｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｌｅａｄｗｉｔｈｔａｌｃｗａｓｓｔｕｄｉｅｄｂｙａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ，Ｔｈｅｉｎ —

沸石改性及对水中氨氮的吸附性能研究

沸石改性及对水中氨氮的吸附性能研究作者：杨岳吴涛涛王闰民陈珊媛来源：《环境与发展》2020年第09期摘要：为有效处理含氨氮废水，选用沸石分子筛为载体，以氢氧化钠为改性试剂，以氨氮吸附率作为活性评价指标，通过正交实验设计确定了NaOH碱改性沸石分子筛吸附剂的最佳改性条件。

实验结果表明：当NaOH浓度为1.5 mol·L-1，加热温度为80 ℃，浸渍时间为6 h，并于600 W微波功率下作用2 min所制得的NaOH碱改性沸石分子筛吸附剂具有最高的吸附性能，工作120 min后对氨氮的吸附效率已达到83.54%。

并考察了氨氮初始浓度及水温对改性沸石的氨氮吸附性能的影响，实验表明氨氮吸附效率随氨氮初始浓度及水温的增大而增大，而当氨氮浓度低至10 mg/L时，改性沸石作用120 min后对氨氮的吸附效率亦在60%以上，当水温为37℃时，改性沸石作用60 min，氨氮吸附率已高至85.57%。

关键词：沸石分子筛;氢氧化钠改性;氨氮;吸附;正交实验中图分类号：X52 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2020）09-0-03DOI：10.16647/15-1369/X.2020.09.067Research on adsorption of ammonia nitrogen in water with modified zeoliteYang Yue，Wu Taotao，Wang Runmin，Chen Shanyuan（Yangjiang Polytechnic，Yangjiang Guangdong 529500，China）Abstract：In order to effectively deal with wastewater containing ammonia nitrogen， the zeolites modified by sodium hydroxide were used. The optimum modification conditions of zeolites were determined by orthogonal experimental design. Meanwhile， the adsorption properties of zeolites modified by sodium hydroxide were studied. The results show that the adsorbent of zeolites modified by sodium hydroxide has high adsorption activities， when the concentration of sodium hydroxide is 1.5 mol·L-1， the heating temperature is 80 ℃， the dipping time is 6 h， and the adsorbent is activated by microwave at 600 W for 2 min. After reaction for 120 min， the adsorption efficiency of ammonia nitrogen has reached 83.54%. In addition， the effects of and water temperature on the adsorption of modified zeolite were investigated. The the initial concentration of ammonia nitrogen results demonstrated that the adsorption efficiency of ammonia nitrogen increased with the increase of the initial concentration of ammonia nitrogen and water temperature. When the concentration of ammonia nitrogen was as low as 10 mg·L-1， the adsorption efficiency of ammonia was more than 60% after 120 min. And when the water temperature was 37 ℃， the ammonia adsorption has been as high as 85.57% by the action of modified zeolite for 60 min.Key words：Zeolite;Sodium hydroxide modification;Ammonia nitrogen;Adsorption;Orthogonal experimental氨氮是指水中以游離氨（NH3）和铵离子（NH4+）形式存在的氮，是造成湖库等淡水水体及海湾富营养化污染的主要营养素，表现为某些水生植物（如绿萍等）及藻类（如蓝藻、红藻等）的大量繁殖，导致鱼类等水生生物因溶解氧的过度消耗而死亡[1]。

一种磁性水滑石修饰的改性生物炭复合材料的制备方法与应用_CN109499542B

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CN 109499542 B
说明书
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一种磁性水滑石修饰的改性生物炭复合材料的制备方法与应用
技术领域 [0001] 本发明涉及水体富营养化处理技术领域，具体涉及一种磁性水滑石修饰的改性生物炭复合材料的制备方法与应用。
Hale Waihona Puke 背景技术 [0002] 水是生命之源，是包括人类在内所有生命生存的重要资源，也是生物体最重要的组成部分；我国淡水资源总量约为28000×108m3 ，占全球水资源的 6% ，居世界第六位；但因为人口众多，我国人均水资源占有量仅有2300m3 ，是世界人均的1/4 ，居世界第121位，是世界上人均水资源最缺乏的国家之一；但是，随着人类工农业生产活动的增加，导致湖泊、水库和海湾等封闭性或半封闭性水体内的营养元素的大量富集，最终引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，使鱼类及其他生物大量死亡，水质恶化，发生水体富营养化；近20年来，我国的水环境形式已从局部河段扩大到区域流域，从单一污染到复合型污染、从地表水到地下水，其形式以很快的速度扩展。水污染已成为我国水危机中最严重、最紧迫的问题，其中氨氮是引起水体富营养化的主要因素之一。 [0003] 研究表明，富营养化水体中去除氨氮的方法有化学法、物理法、生物法等；其中，化学法即磷酸铵镁结晶沉淀法 (MAP法) ，通过投加 Mg2+和 PO43-到NH4+废水中，生成复盐
S1、将生物质原材料用去离子水清洗，然后放入生物炭炉，进行预热解反应制备得到生物炭，研磨过筛后备用；其中，所述生物质为核桃壳、花生壳、玉米秸秆中的一种或多种；热解反应温度为400~600℃；

浅水湖泊水体富营养化治理技术研究进展

2化学法
2.1氧化法化学氧化剂可以有效地通过氧化作用破坏藻细
胞结构，干扰藻类进行正常的新陈代谢作用，最终导致藻类细胞失去生理活性而死亡，达到抑制水体富营养化的目的。常见的抑制水体富营养化的氧化剂包括氯气（Cl?）、过氧化氢（H202）和臭氧（。3）等。 2.2植物化感
植物化感是指一种植物通过向环境释放化学物质而对另一种植物（包括微生物）所产生的直接或间接的伤害或促进作用铁诸多研究表明，浅水湖泊中的沉水植物对浮游植物生长有明显影响，苦草、金鱼
4微生物修复技术
近年来，关于利用微生物来修复富营养化水体的相关研究十分活跃。微生物对富营养化水体修复能起到显著的效果，主要依靠微生物修复剂投加技术和微生物固定化技术。 4.1微生物修复剂
微生物修复技术主要利用微生物的生物代谢作用，使水体中有机物、氮、磷等污染物含量降低，水质得到改善。微生物修复剂是以特异功能菌为主要成分的微生物复合制剂。利用微生物“组团”作战，“消灭”水体富营养物质。在特异性功能菌作用下，水体中NH3, NH4\ NO3-、NO2-可通过微生物的氨化-硝
微滤膜可以截留溶液中的悬浮物、细菌、藻类，从而达到净化水质的目的。超滤膜膜具有更小的孔径，可以有效滤除废水中的悬浮物、胶体、蛋白质和微生物等大分子物质。微滤/超滤可大大减少化学药剂的使用量，可设计成自动化系统，运行简易，占地面积小。将藻类以悬浮或固定化方式附着在载体上，形成藻类膜，其具有脱氮除磷的优异功效。藻类膜以氨氮（NH3-N）为氮源，通过藻类光合作用和硝化脱除NH3-N,进而加快脱氮进程，总氮和NH3-N的去除率分别可达力.9%和85.59%O通过同化反应和化学沉淀，藻类膜对TP的去除率可达80.79%叫 1.4环浚
水芹、风车草、纸莎草、莺尾、菖蒲、石菖蒲、芦苇、芦竹、菱白和千屈菜。有研究报道，黄花莺尾和千屈菜对总氮的去除效果好于其他植物，黄花莺尾和香蒲的总磷去除效果好于其他植物，对磷酸盐的去除能力大小排序为：芦苇〉水葱〉慈姑〉水花生〉香蒲怙沉水植物主要有狐尾藻、轮叶黑藻、金鱼藻、马来眼子菜、苦草、范草等。其中，金鱼藻具有较为突出的 TP去除能力和相对较好的生长状况，是一种较有前景的水体修复植物。沉水植物的另一水体修复机制是通过化感作用抑制藻类生长。与挺水植物相比，沉水植物生长易受水深、底泥营养盐浓度、水体透明度等影响, 其使用可能会受到一定的水体条件限制。此外，沉水植物的种植和生长调控需要一定的技术和管理水平。

《多元类水滑石材料的制备及催化PMS去除水中难降解有机污染物的研究》范文

《多元类水滑石材料的制备及催化PMS去除水中难降解有机污染物的研究》篇一摘要：本研究旨在制备具有高效催化性能的多元类水滑石材料，并探讨其对于过一硫酸盐（PMS）催化去除水中难降解有机污染物的应用。

通过系统的实验设计和分析，本文详细介绍了材料的制备过程、表征方法、催化性能及机理，为水处理领域提供了一种新型、高效的催化剂材料。

一、引言随着工业化的快速发展，水体污染问题日益严重，尤其是难降解有机污染物的存在给水处理带来了巨大的挑战。

过一硫酸盐（PMS）作为一种强氧化剂，在高级氧化过程中被广泛应用于水中有机污染物的去除。

然而，其催化效率及稳定性仍需进一步提高。

因此，研究开发高效、稳定的催化剂材料成为当前水处理领域的重点。

多元类水滑石材料因其独特的层状结构和良好的化学稳定性，在催化领域展现出巨大的应用潜力。

二、多元类水滑石材料的制备1. 材料选择与配比：选取适当的金属元素，按照一定的摩尔比例配制溶液。

2. 合成方法：采用共沉淀法，将金属盐溶液与碱性溶液混合，调节pH值，经过老化、洗涤、干燥等步骤，得到前驱体。

3. 热处理：将前驱体在一定温度下进行热处理，得到多元类水滑石材料。

三、材料表征与分析1. X射线衍射（XRD）分析：通过XRD分析确定材料的晶体结构，验证水滑石材料的成功制备。

2. 扫描电子显微镜（SEM）观察：观察材料的形貌特征，了解材料的微观结构。

3. 比表面积及孔径分析：测定材料的比表面积和孔径分布，评估材料的物理性质。

四、催化PMS去除水中难降解有机污染物1. 实验方法：以PMS为氧化剂，以多元类水滑石材料为催化剂，考察其对水中难降解有机污染物的催化降解效果。

2. 实验结果：在适宜的条件下，多元类水滑石材料表现出良好的催化活性，能够有效地催化PMS产生强氧化性物质，从而降解水中的难降解有机污染物。

3. 催化机理：多元类水滑石材料通过提供活性位点，促进PMS的活化与分解，生成具有强氧化性的自由基，进而攻击有机污染物分子，实现其降解。

改性镁铝水滑石对污水中磷酸盐的吸附性能研究

改性镁铝水滑石对污水中磷酸盐的吸附性能研究改性镁铝水滑石对污水中磷酸盐的吸附性能研究【引言】磷酸盐是一种广泛存在于自然界中的化合物，包括磷酸根离子（PO4-3）或磷酸酯。

磷酸盐是生命中不可或缺的成分，然而过量的磷酸盐污染会引发水体富营养化问题，导致水体中蓝藻水华等环境问题。

因此，寻找一种高效可行的方法去除污水中的磷酸盐成为亟需解决的问题。

改性镁铝水滑石是一种天然矿物，具有较高的吸附性能和丰富的资源，能够有效去除水中的磷酸盐。

本研究旨在研究改性镁铝水滑石的吸附性能，以期为污水处理和水体富营养化防治提供科学依据。

【材料与方法】本实验选用自然水滑石作为原料，并经过酸溶液处理、堆积和恒温等步骤进行改性。

然后使用扫描电子显微镜（SEM）对改性后的水滑石进行形貌表征。

利用氮吸附-脱附（BET）对样品的比表面积和孔结构进行分析。

通过电子能谱光谱（XPS）和能量散射X射线谱（EDS）对改性样品进行表面分析。

通过批次实验研究改性水滑石的吸附性能。

实验条件设定如下：磷酸盐初始浓度，吸附剂剂量，pH值，温度等参数均为变量，以探究它们对吸附性能的影响。

衡量吸附性能的指标为吸附率，通过UV-Vis分光光度计测定溶液中磷酸盐的浓度变化。

【结果与讨论】经过改性后，水滑石的表面形貌发生了明显变化。

SEM图像显示，改性后的水滑石表面变得更加粗糙且具有更多的孔隙。

BET分析结果显示，改性后的水滑石比表面积增大，孔径分布有所改变，有利于磷酸盐的吸附。

XPS和EDS表征结果显示，改性后的水滑石表面含有氧化镁和氧化铝等改性物质。

批次实验结果显示，改性水滑石对磷酸盐的吸附性能受到多种因素的影响。

随着磷酸盐初始浓度的增加，吸附率先快速增加，然后趋于平缓。

随着吸附剂剂量的增加，吸附率也随之增加。

在酸性介质中，吸附率增加；而在碱性介质中，吸附率降低。

此外，随着温度的升高，吸附率增加。

【结论】通过本研究，我们发现改性镁铝水滑石具有良好的吸附性能，对污水中的磷酸盐具有较高的去除效率。

水滑石材料处理水中氟化物的研究进展

Jiménez-Núñez 等[10]对热活性 Mg/Al、Ni/Al、Co/Al 水滑石的除氟性能进行对比，水滑石通过共沉淀法合成，在接近 842℃下煅烧 3h，发现煅烧 Mg/Al 水滑石的除氟性能最好，平衡时达到 0.46mg/g；Ni/Al 水滑石的去除能力较 Mg/Al 水滑石略低，为 0.45mg/g；Co/Al 水滑石最低，为 0.39mg/g。
收稿日期：2019-03-03
作者简介：高赛君（1991-），女，深圳市水务规划设计院股份有限公司南宁分公司。
第4期
高赛君：水滑石材料处理水中氟化物的研究进展
239
而来的重建初始水滑石结构而阴离子插层作用。 Dipti Prakasini Das 等[9]研究了锌铝氧化物去除水溶
液中氟离子的能力，发现在 4h 内，pH 为 6 时有最大吸附量，吸附百分率随吸附剂剂量的增加而增加，但随吸附质浓度的增加而减少，硫酸盐和磷酸盐对氟化物的去除有严重影响。在 0.01MNaOH 环境下被吸附的氟离子在 6h 内可以完全从锌铝氧化物中解吸出来。
环境中的其他阴离子替换，水滑石可用作水处理的一种吸附
材料。水滑石一般在 450~500℃左右焙烧将破坏水滑石原有
的层状结构，转化为金属氧化物，即焙烧水滑石（CLDH），
CLDH 比其前驱物有更大的比表面积，能在水中重新吸收阴
离子使其恢复其层状结构，这种性质称为“记忆”效应。因
此 CLDH 也可以作为阴离子污染物的吸附剂；又因为焙烧水

，其中
M2+为

n

Mg2+，Ni2+，Co2+，Zn2+，Cu2+等二价金属阳离子；M3+为
Al3+，Cr3+，Fe3+ ，Sc3+等三价金属阳离子；An-为阴离子，

有机改性膨润土去除水中全氟化合物及重金属离子的研究

有机改性膨润土去除水中全氟化合物及重金属离子的研究有机改性膨润土去除水中全氟化合物及重金属离子的研究摘要：水中的全氟化合物和重金属离子污染已成为全球性的环境问题，对人类健康和生态环境造成了巨大的威胁。

本研究以有机改性膨润土作为吸附材料，通过实验研究了其去除水中全氟化合物和重金属离子的效果。

实验结果表明，有机改性膨润土具有良好的去除效果，对水中的全氟化合物和重金属离子具有较高的吸附能力。

通过对吸附机理的分析，发现有机改性膨润土的吸附是通过离子交换和表面吸附等机制实现的。

因此，有机改性膨润土在水处理领域具有广阔的应用前景。

1. 引言全氟化合物和重金属离子污染已成为世界范围内的环境难题。

全氟化合物包括全氟烷基磺酸类、全氟醚类等，这些化合物具有极高的稳定性和生物持久性，且对人体健康有潜在的危害。

重金属离子如铅、镉、铬等，由于其毒性、生物积累性和环境稳定性，会对水生生物和人体健康产生严重影响。

因此，寻找一种有效的去除水中全氟化合物和重金属离子的方法显得非常重要。

2. 实验材料与方法2.1 实验材料：本实验所使用的有机改性膨润土为实验室自制的材料。

全氟化合物的模拟液为全氟辛磺酸铵溶液，重金属离子的模拟液为铅、镉和铬的溶液。

2.2 实验方法：将一定质量的有机改性膨润土加入到一定体积的模拟液中，并在一定时间内搅拌，然后使用离心机将膨润土与模拟液分离。

最后，使用ICP-MS分析分离后的液相中全氟化合物或重金属离子的浓度变化。

3. 实验结果与分析3.1 有机改性膨润土对全氟化合物的去除效果实验结果显示，有机改性膨润土对全氟辛磺酸铵的去除率可以达到85%以上。

随着有机改性膨润土用量的增加，全氟辛磺酸铵的去除率逐渐增加。

这是因为有机改性膨润土的离子交换能力和表面吸附能力可以有效地去除全氟化合物。

3.2 有机改性膨润土对重金属离子的去除效果实验结果显示，有机改性膨润土对铅、镉和铬的去除率分别为95%、90%和90%。

随着有机改性膨润土用量的增加，其去除率逐渐增加。

水滑石对氟离子的去除作用研究

水滑石对氟离子的去除作用研究张微;张志刚;李学亮;闫晓宇;肖林久【摘要】使用能选择性吸附水中氟离子并可以通过适当方法再生的吸附剂才可能真正有效地降低含氟废水的氟浓度,从而减轻氟污染.研究Mg/Al水滑石(HT)及其焙烧产物(C-HT)对水中氟离子的吸附性能.分别考察吸附时间、吸附温度及pH等因素对HT和C-HT吸附氟离子效果的影响.结果表明:HT对水溶液中F-的吸附作用较弱,而C-HT对F-有较大的吸附容量,酸性的提高有利于C-HT对F-的吸附;C-HT对F-的吸附在3 h内可达到吸附平衡.通过吸附F-,C-HT的结构由吸附前的混合氧化物固溶体恢复到水滑石的层状结构.这表明C-HT对水溶液中F-的高吸附性能是因为其具有较强的\"记忆效应\".通过观察C-HT吸附水中F-的行为可知,溶液pH对吸附作用的影响较大.【期刊名称】《沈阳化工大学学报》【年(卷),期】2018(032)004【总页数】5页(P335-339)【关键词】水滑石;焙烧;氟离子;吸附【作者】张微;张志刚;李学亮;闫晓宇;肖林久【作者单位】沈阳化工大学应用化学学院,辽宁沈阳110142;沈阳化工大学应用化学学院,辽宁沈阳110142;沈阳化工大学辽宁省稀土化学及应用重点实验室,辽宁沈阳110142;沈阳化工大学应用化学学院,辽宁沈阳110142;沈阳化工大学应用化学学院,辽宁沈阳110142;沈阳化工大学应用化学学院,辽宁沈阳110142;沈阳化工大学辽宁省稀土化学及应用重点实验室,辽宁沈阳110142【正文语种】中文【中图分类】X523随着工业的快速发展，越来越多的氟污染引起人们的极大关注.氟污染不仅影响农业和牧业生产，而且会使动、植物中毒，因此，在关注高浓度含氟废水的危害时，更应该重视低浓度含氟废水的无害化处理[1].国家规定在生活饮用水中氟化物最高质量浓度不得超过1.0 mg/L[2].据报道，我国大约有7 000 多万人正在饮用氟含量超标的地下水，为了有效降低和防止氟病的发生，必须严格控制饮用水中氟的含量[3].常用的水中除氟方法有4种，分别为化学沉淀法、离子交换法、电渗析法和吸附法[3-6].吸附法中经常使用活性炭、高岭石、膨润土[7-8]等吸附剂来降低氟的含量，但是它们的除氟效率较低，所以，其应用受到很大程度的限制.近年来，对层状双金属氢氧化物(LDHs)各种性能的研究成为材料科学的一个热点[9].LDHs包括水滑石(HT)及类水滑石化合物(HTLCs)两类，因其具有特殊的层状结构而在吸附和催化领域占据重要位置.HT在晶体结构以及化学性质上的特殊性使得它具有内部阴离子的可交换性、层板组成的可调整性和结构的可修复性，在离子交换、选择性吸附、阻燃、高效催化等领域具有广泛的应用前景和巨大的发展潜力.把水滑石在450～550 ℃的温度下煅烧，可将其转化为镁铝混合氧化物，它是一种层状双金属氧化物(LDO)，具有较大的比表面积和孔体积.LDO在适当的湿度条件下与二氧化碳接触，可以恢复为原来的层状双金属氢氧化物，这被称作结构“记忆效应”[10].如果用LDO作为水处理剂，那么它的这种“记忆效应”有可能使其在水处理过程中实现吸附和再生的循环.人们已经注意到水滑石及其煅烧产物在水处理方面所具有的潜在价值.鉴于氟污染的危害性和LDO所具有的“记忆效应”，本文就水滑石及其焙烧产物对水中氟离子的去除性能进行了考察，旨在加深对水滑石处理含氟废水能力的了解，促进水滑石在废水除氟方面的应用.1 实验药品及仪器1.1 实验药品硝酸、氢氧化钠、氯化钾均为分析纯，由国药化学试剂有限公司生产；氟化钠、柠檬酸钠、硝酸钠、氢氟酸均为分析纯，由天津市永大化学试剂有限公司生产；蒸馏水、水滑石自制.1.2 实验仪器电子天平：AR124CN，奥豪斯仪器(上海)有限公司；集热式恒温磁力搅拌器：DF-101S，巩义市予华仪器有限责任公司；X-射线衍射仪：D-8，德国Bruker公司；高低真空电子扫描电镜：JSM-6360LV，日本电子株氏会社(JEOL)；台式高速离心机：TG16-WS，湖南湘仪实验室仪器开发有限公司；离子计：PXS-270，上海仪器科学有限公司；pH计：STEARER2100，奥豪斯仪器(上海)有限公司；箱式炉：SX-5-12，沈阳市通用电炉厂.2 实验准备与步骤2.1 实验准备分别准备氟离子标准储备溶液和总离子强度缓冲液待用.2.2 实验步骤2.2.1 Mg/Al型水滑石的合成采用水热合成法合成Mg/Al型水滑石.按2∶1∶4.9的摩尔比称取Mg(NO3)2 ·6H2O、Al(NO3)3 ·9H2O和尿素放在烧杯中，加入一定量的水，用玻璃棒搅拌均匀.将所得溶液装入水热反应釜，然后将釜放入干燥箱，干燥箱温度设定为140 ℃，保持24 h.取出反应釜，待冷却至室温后打开，将釜内混合物抽滤，用去离子水洗涤滤饼，在干燥箱内干燥即得到Mg/Al型水滑石.2.2.2 氟离子标准曲线的测定从浓度为1 mol/L的储备液中取出10 mL滴入100 mL的容量瓶，加入10 mL的总离子强度缓冲液，加入去离子水标定至刻度线，溶液氟离子浓度为0.1 mol/L，标记该容量瓶为1号瓶.共配制氟离子浓度依次降低的8个标准溶液.打开离子计，设置温度为25 ℃，将氟离子选择性电极和参比电极放入去离子水中预热1 h.准备好标记为1～8号的8个100 mL小烧杯，分别从1～8号容量瓶中取出约60 mL溶液倒入对应标号的小烧杯中，然后在各个烧杯中加入转子.先用8号烧杯中的溶液给离子计做一次标定，再用7号烧杯中的溶液给离子计做二次标定.然后按照从6号到1号的顺序测定各溶液的电位差E.用得到的数据绘制E-pF曲线.3 结果与讨论3.1 氟离子标准曲线标准液氟离子浓度与氟离子选择电极电势数据见表1，E-pF标准曲线见图1.表1 氟离子标准曲线参数Table 1 Standard curve parameters of fluoride ions 烧杯号c(F-)/(mol·L-1)pFE/mV10.114420.0129730.001315440.000 1421050.000 01526660.000 0055.301281图1 氟离子标准曲线Fig.1 Fluoride ions standard curve3.2 水滑石粉体的微观形貌用扫描电子显微镜(SEM)对水滑石粉体进行观察，其微观形貌如图2所示，(a)为没有焙烧的水滑石，(b)为在500 ℃温度下焙烧6 h以后的水滑石.图2 Mg/Al型水滑石SEM照片Fig.2 SEM images of Mg/Al type hydrotalcite 水滑石粉体在焙烧前后均呈规则的六边形片状结构，尺寸大约为2 ～4 μm.焙烧后水滑石显示出一定的透光性，片状晶体的厚度略微降低，这与晶体焙烧时脱除了羟基和CO2有关.焙烧并未改变水滑石粉体的微观形貌.3.3 水滑石的XRD表征图3是Mg/Al型水滑石的XRD谱，符合典型的水滑石特征衍射峰[11]，说明尿素法水热合成的水滑石晶相完整，结晶度较高.图3 Mg/Al型水滑石的XRD谱Fig.3 XRD pattern of the Mg/Al type hydrotalcite3.4 焙烧温度对水滑石吸附氟离子效果的影响吸附量na的计算公式为na=(c0-c)V/m，式中m为吸附剂的质量，V为溶液体积，c0和c分别是溶液的初始浓度和吸附平衡时的浓度.实验中固定水滑石的投加量为4 g/L，初始F-浓度为0.01 moL/L，溶液体积为100 mL，初始pH为7，温度是25 ℃，吸附作用时间为1 h.水滑石焙烧温度对F-离子去除率的影响如图4所示.随着焙烧温度从低到高变化，Mg/Al水滑石对F-的吸附能力呈先升高再降低的趋势，焙烧温度从200℃升高至500℃时，水滑石对F-的去除率不断提高.水滑石属于层状双金属氢氧化物(LDHs)，焙烧可使其失去层间结晶水而变成层状双金属氧化物(LDO)，LDO对溶液中的阴离子具有吸附作用.随着焙烧温度的升高，结晶水的脱除更彻底，LDHs向LDO的转化更完全，因此对F-的去除率也越高.当焙烧温度超过500 ℃时，可能会破坏LDO的层状结构，这样就会使其失去结合溶液中F-离子的能力，表现为对F-离子的去除率反而降低.因此，在后面的实验中，水滑石的焙烧温度都选择为500 ℃.在同样条件下，未经焙烧的水滑石(HT)对F-离子的去除率为9.8 %，高于200 ℃焙烧的水滑石的去除率，这可能与新制备的水滑石接触空气时间短，因而含有较少的有关.水滑石去除水溶液中F-涉及F-与水滑石分子中OH-和竞争吸附的过程，而三者中以的吸附作用最强[10].由于分子中存在OH-，所以水滑石在焙烧前对水溶液中F-的吸附作用较弱.图4 焙烧温度对水滑石吸附效果的影响Fig.4 Effect of calcination temperature on the adsorption of hydrotalcite3.5 投加量对水滑石吸附氟离子效果的影响实验中改变焙烧水滑石(C-HT)的投加量，固定初始F-浓度为0.01 moL/L，溶液体积为100 mL，初始pH为7，温度是25 ℃，吸附作用时间为1 h，投加量对吸附效果的影响如图5所示.由图5可以看出：随着水滑石投加量的增加，对溶液中F-的去除率逐渐提高[图5(b)]，吸附量则逐渐降低[图5(a)]；当投加量在12 ～ 15 g/L时，去除率趋于稳定，而吸附量继续降低.因此，C-HT的投加量选择为12g/L较好.图5 投加量对水滑石吸附效果影响Fig.5 Effect of dosage on the adsorption of hydrotalcite3.6 吸附时间及温度对水滑石去除氟离子效果的影响实验中固定C-HT的投加量为12 g/L，初始F-浓度为0.01 moL/L，溶液体积为100 mL，初始pH为7，分别改变吸附作用时间和温度，结果如图6所示.由图6可以看出：提高溶液温度可提高对F-离子的去除率，这说明C-HT对F-的吸附作用需要活化能；延长作用时间对提高F-离子去除率的效果不显著，一般2 ～ 3 h 即可达到吸附平衡，在有的情况下，延长时间反倒使去除率略有降低，这可能与溶液溶解了少量CO2有关.溶液温度较高时，可在一定程度上抑制空气中CO2的溶解，因此，也有利于F-离子的去除.但是在高温下运行会显著提高运行成本和操作的难度.图6 反应时间及反应温度对水滑石吸附效果的影响Fig.6 Effect of reaction time and reaction temperature on the adsorption of hydrotalcite3.7 初始pH对水滑石吸附氟离子效果的影响实验中用氢氟酸调节初始pH，但是保证初始F-浓度为0.01 moL/L，固定C-HT 的投加量为12 g/L，溶液体积为100 mL，温度是40 ℃，吸附作用时间为3 h，溶液初始pH对F-离子去除率的影响如图7所示.考虑到空气中的CO2可能会对C-HT的吸附效果产生不利影响，在吸附过程中用塑料膜对烧杯进行了密封处理.图7 初始pH对水滑石吸附效果的影响Fig.7 Effect of initial pH on the adsorption of hydrotalcite由图7可以看出：溶液的初始pH对焙烧水滑石的除氟效率有显著影响；初始pH 在5 ～ 10范围内时，C-HT 对F-的去除率随初始pH的提高而迅速减小；初始pH在3 ～ 5范围内时，C-HT对F-的去除率可达到99 %以上.因此，提高溶液酸度，有利于C-HT对F-离子吸附去除作用.溶液的pH随着吸附的进行而逐渐增大，说明C-HT在吸附F-过程中会释放OH-离子，而酸性条件下有利于对OH-的中和.4 结论用尿素法水热合成的水滑石在焙烧前对水溶液中F-离子的吸附作用较弱，而其焙烧产物C-HT对F-有较好的吸附效果.焙烧Mg/Al型水滑石去除溶液中F-离子的较佳条件为焙烧温度500 ℃、投加量12 g/L和反应时间3 h.当溶液的初始pH在5以下、溶液温度在40 ℃以上并隔绝空气时，C-HT对F-离子的去除率可达到99 %以上.改进水滑石制备方法，提高C-HT的热稳定性，可能会进一步提高焙烧水滑石的除氟性能.【相关文献】[1] 张小磊,何宽,马建华.氟元素对人体健康的影响[J].微量元素与健康研究,2006,23(6):66-67.[2] 中华人民共和国卫生部，中国国家标准化管理委员会.GB5749-2006，生活饮用水卫生标准[S].北京：中国标准出版社，2007：1-9.[3] 肖举强,栾红,严刚.新型除氟材料——镁型活化沸石[J].兰州铁道学院学报(自然科学版),2003,22(6):12-13.[4] 李水艳.新型饮用水除氟材料——活化沸石除氟性能研究[J].科技情报开发与经济,2003,13(5):80-81.[5] GHORAI S,PANT K K.Investigations on the Column Performance of Fluoride Adsorptionby Activated Alumina in a Fixed-Bed[J].Chemical Engineering Journal,2004,98(1):165-173.[6] CASTEL C,SCHWEIZER M,SIMONNOT M O,et al.Selective Removal of Fluoride Ions by a Two-Way Ion-Exchange Cyclic Process[J].Chemical Engineering Science,2000,55(17):3341-3352.[7] 李益民,张华,李海洋.羟基金属撑柱膨润土吸附氟的性能研究[J].环境污染与防治,2006,28(1):1-3.[8] 陈涛,韩卓育,贾旭,等.改性粘土除氟剂处理高氟地下水研究[J].环境污染与防治,2009,31(9):40-44.[9] 杨港.类滑石合成及其对水体中氟离子的去除[D].大连:大连理工大学,2009:14.[10] 王玉莲,廖卫平,刘振波,等.Mg-Al水滑石及焙烧态样品吸附水中氟离子的研究[J].烟台大学学报(自然科学与工程版),2009,22(1):23-29.[11] 于洋,岳秀萍,刘吉明,等.Mg/Al/Fe型类水滑石焙烧产物吸附去除水中硫酸根离子[J].环境工程学报,2013，7(8):3079-3084.。

滑石对水中Pb(Ⅱ)吸附性能研究

滑石对水中Pb（Ⅱ）吸附性能研究I. 引言- 研究背景和意义- 国内外研究现状- 研究目的和内容II. 实验设计- 实验样品制备- 实验条件设置- 实验方法说明III. 结果与分析- 滑石对水中Pb（Ⅱ）的吸附性能实验结果- 吸附动力学和等温吸附等参数分析- 吸附机理探讨IV. 结论- 滑石对水中Pb（Ⅱ）的吸附性能总结- 吸附机理分析和展望V. 参考文献I. 引言随着人类经济和社会的快速发展，各种工业废水和城市污水的排放量不断增加，其中含有大量的有害物质，如重金属污染物。

重金属污染物对环境和人类健康带来了巨大的威胁，因此治理重金属污染已成为环境领域的热点问题之一。

其中一种治理方法是使用吸附材料吸附重金属污染物，滑石是一种常见的吸附材料之一。

本文将对滑石对水中Pb（Ⅱ）的吸附性能进行研究，以期为重金属污染治理提供新的解决方法和理论基础。

国内外研究现状研究表明，滑石作为一种广泛存在天然环境中的岩石，具有较强的吸附能力。

此外，滑石作为一种廉价且易得的材料，广泛应用于污染治理中。

以往的研究主要集中在滑石对于Cu （Ⅱ）、Cd（Ⅱ）、Ni（Ⅱ）等多种离子的吸附性能研究。

少数研究成果表明，滑石也能有效地去除水中的Pb（Ⅱ），但是这方面的研究还比较匮乏。

研究目的和内容本次研究旨在探究滑石对水中Pb（Ⅱ）的吸附性能，并分析吸附机理，以期为水质污染控制提供新的技术方法和理论支撑。

具体研究内容包括：1. 制备滑石样品并对其进行表征，包括元素分析、X射线衍射（XRD）分析、热重分析（TG）等；2. 研究滑石对水中Pb（Ⅱ）的吸附性能，并确定影响吸附能力的因素；3. 建立滑石对Pb（Ⅱ）的吸附等温线和吸附动力学模型，并对实验数据进行分析；4. 探讨滑石对水中Pb（Ⅱ）的吸附机理。

研究意义本次研究将深入了解滑石对水中Pb（Ⅱ）的吸附性能及机理，为其在水质污染治理中的应用提供理论支撑。

据研究表明，滑石对水中Pb（Ⅱ）的吸附能力优异，如能有效地去除水中Pb （Ⅱ），不仅可以改善地下水和自来水的质量，也可以降低重金属对水产养殖的影响，有利于人民健康和经济发展。

《NiAl水滑石基复合金属氧化物C3H6选择性催化还原NO及抗硫性能的研究》范文

《NiAl水滑石基复合金属氧化物C3H6选择性催化还原NO及抗硫性能的研究》篇一一、引言随着工业化和城市化的快速发展，汽车尾气及工业排放产生的氮氧化物（NOx）已成为大气污染的主要来源之一。

控制NOx 的排放和开发有效的治理技术已成为环境保护领域的重要课题。

其中，选择性催化还原（SCR）技术因其高效、低能耗等优点，在NOx治理中得到了广泛的应用。

NiAl水滑石基复合金属氧化物作为一种具有潜在应用价值的催化剂，在C3H6选择性催化还原NO方面表现出了优异的性能。

本研究旨在探究NiAl水滑石基复合金属氧化物的催化性能及其抗硫性能，为实际工业应用提供理论依据。

二、研究方法1. 催化剂制备采用共沉淀法制备NiAl水滑石基复合金属氧化物催化剂，通过调整制备条件，优化催化剂的组成和结构。

2. 催化剂表征利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等手段对催化剂进行表征，分析其晶体结构、形貌和微观结构。

3. 催化性能测试在固定床反应器中，以C3H6为还原剂，对催化剂进行NO 选择性催化还原性能测试，考察催化剂的活性、选择性和稳定性。

同时，进行抗硫性能测试，评价催化剂在含硫环境下的性能表现。

三、结果与讨论1. 催化剂表征结果XRD结果表明，成功制备了具有水滑石结构的NiAl复合金属氧化物催化剂。

SEM和TEM分析显示，催化剂具有较高的比表面积和良好的孔结构，有利于反应物的吸附和扩散。

2. 催化性能测试结果（1）C3H6选择性催化还原NO在一定的反应条件下，NiAl水滑石基复合金属氧化物催化剂表现出较高的NO转化率和C3H6选择性。

随着反应温度的升高，NO转化率逐渐增加，达到一定温度后趋于稳定。

同时，C3H6的选择性也随着反应条件的改变而发生变化。

（2）抗硫性能在含硫环境下，NiAl水滑石基复合金属氧化物催化剂表现出较好的抗硫性能。

硫的存在对催化剂的活性影响较小，催化剂的稳定性和选择性未发生明显降低。

改性沸石混合矿物对富营养化水中磷的吸附性能研究

磷机理进行了探讨．
关键词：改性沸石混合矿物；富营养化水；磷；吸附
中图分类号：５４Ｘ２文献标志码：Ａ
氮、磷含量超标是富营养化水质的重要特征，对富营养化水质中氮的脱除已有许多行之有效的方法Ｊ但磷脱除的工程应用技术一直是个难点，．目前开展的除磷研究包括生物、附和离子交换法吸
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华南师范大学学报（自然科学版）
２１年０１
１２２脱磷实验方法．．
２２改性沸石混合矿物静态除磷效果．
（）沸石混合矿物改性前后脱磷效果的比较１分别取１０ｇ的原沸石混合矿物与改性后的沸石混．合矿物于２０ｍ５Ｌ锥形瓶中，入０５ｍ加．＃Ｌ含磷溶液，于恒温摇床上转速为１０ｒｍｉ５／ｎ的条件下振荡３ｎ比较沸石混合矿物改性前后的脱磷效果．０ｍｉ，（）态实验２静在２０ｍＬ锥形瓶中盛装１０５５ｍＬ配制的模拟富营养化溶液，入一定量的改性沸加
交换能力，具有反复再生能力和所吸附的含磷基团
可以脱附与富集．
四面体组成，这是因为硅氧四面体中的硅被铝原子
置换，构成了铝氧四面体．实验用沸石的ＳＯ：１ｉＡＯ为５６：．０，明沸石中硅、氧四面体的比例约．３１０说铝为３１由于铝为三价，：．因此，铝氧四面体中有１个氧

改性沸石对水中氨氮的去除效果

改性沸石对水中氨氮的去除效果思宇;张建民;张涛;晏才玉;朱格仙【摘要】In order to study the impacts of modified zeolite on the removal of ammonia nitrogen in wastewater ,the landscape water is used and the zeolite salt ,salt and heat ,salt and alkali ,salt and acids are compounded modified on zeolite . T he results indicate that w hen the reaction time reaches 60min , ammonia nitrogen removal rate is 80% by using 3% NaCl modified zeoite .However ,the NaCl modified zeolite is calcined at 500℃ for 2h ,the ammonia removal rate is up to 95% w hen the absorbing time is 30min .The removal rate improves by 1.19 times compared with NaCl modified zeolite and 1.73 times higher than the natural zeolite .%以景观水体为研究对象，将沸石进行盐、盐＋热、盐＋碱和盐＋酸复合改性，研究其对废水中氨氮去除效果的影响．结果表明，利用最佳质量浓度为3％的NaCl改性沸石进行除氨氮实验，当反应吸附时间为60min时，对氨氮的去除率可达80％；再对NaCl改性沸石在500℃下煅烧2h ，当吸附时间为30min时，氨氮去除率高达95％．其去除率较NaCl改性沸石提高1.19倍，较天然沸石提高1.73倍．【期刊名称】《西安工程大学学报》【年(卷),期】2014(000)003【总页数】4页(P329-332)【关键词】氨氮;复合改性;沸石【作者】思宇;张建民;张涛;晏才玉;朱格仙【作者单位】西安工程大学环境与化学工程学院，陕西西安710048;西安工程大学环境与化学工程学院，陕西西安710048;西安工程大学环境与化学工程学院，陕西西安710048;西安工程大学环境与化学工程学院，陕西西安710048;陕西省现代设计研究院，陕西西安710048【正文语种】中文【中图分类】TQ028.8随着社会的发展，水环境受人类活动影响不断加大，许多湖泊和水库因氮、磷的富集，造成水体富营养化呈逐渐严重趋势［1］.武汉地区许多重要的湖泊景观水体，目前已经处于富营养化状态［2］，相对城镇污水而言，富营养化水体中氨氮浓度较低，很难用传统的方法处理，因此有必要开发一种经济、高性能的新型除氨氮材料.沸石是一种具有架状结构的含水多孔硅铝酸盐矿物［3］，有较大的比表面积和较多的吸附位点，这种独特的结构决定了沸石具有一定的离子交换和吸附性能［4］，因此常被用作吸附剂去除废水中的氮磷、重金属［5］、氟［6］、有机物［7］和放射性物质［8］.但是天然沸石由于分子孔道中存在水分子和其他杂质，实际交换容量不高，若将其改性后应用前景更为广阔.目前邓书平［9］等人对天然沸石进行碱改性、酸改性、盐改性的除氨氮研究，其中盐改性沸石对氨氮的去除率可达90%以上，但是吸附时间长达2h.因此，本文在前人研究的基础上，对沸石进行盐＋酸、盐＋碱、盐＋热复合改性，并进行改性沸石吸附氨氮实验研究，为去除景观水体中氨氮的实际应用提供实验依据.1 实验1.1 试剂和仪器（1）试剂氯化铵、碘化钾、碘化汞、氢氧化钠、酒石酸钾钠、盐酸、氯化钠，均为分析纯.（2）仪器 SHY－100A型水浴振荡器、DZF－6030型电热鼓风干燥箱、UV757CRT紫外可见分光光度计、DELTA320pH计、800型低速离心机、AL204电子天平.实验选用天然沸石，其主要化学成分见表1.表1 沸石的主要化学组成成分其他质量分数／成分 SiO2 Al2O3Fe2O3 CaOMgO K2O Na2O%78.05 16.42 0.43 0.65 0.83 1.72 0.6 1.301.2 实验方法1.2.1 沸石改性实验盐（NaCl）改性：将天然沸石投于不同质量浓度0.5%，1%，2%，4%，6%，8%，10%的NaCl溶液（固液比为1g∶5mL）中恒温震荡2h，然后在水浴锅中水浴加热8h，并每隔30min搅拌一次，用去离子水洗至中性，洗净后在70℃下烘干，密封保存.（盐＋酸、盐＋碱）复合改性：分别称取10g质量浓度为3%NaCl改性沸石，在室温条件下，投于50mL浓度为0.2，0.5，0.7，1.0，1.5，2.0，2.5mol／L 的HCl溶液与0.3，0.5，0.8，1.0，1.5，2.0，2.5mol／L 的NaOH溶液中恒温震荡24h，用去离子水洗涤至中性，干燥后备用.盐热复合改性：称取一定量最佳盐改性沸石，在100℃，200℃，300℃，400℃，500℃，600℃下焙烧2h，冷却，干燥后备用.1.2.2 吸附实验配置浓度为30mg／L的氨氮溶液，先将改性沸石在60℃的温度下干燥30min，称取3g吸附剂投加到100mL锥形瓶中，然后将锥形瓶放入恒温振荡器中震荡吸附一定时间，静置后，取离心后的上清液测定氨氮含量.水样中氨氮含量的测试方法用纳氏试剂光度法［10］.1.3 评价指标氨氮去除率η按式（1）计算其中 C0为处理前废水中氨氮浓度（mg／L）；C1为处理后废水中氨氮浓度（mg ／L）.2 结果与讨论2.1 NaCl浓度的确定由图1可知，当NaCl质量浓度在0.2%～6%时，氨氮的去除率随着NaCl质量浓度的增加而增加；在NaCl质量浓度大于6%时，氨氮去除率开始下降.NaCl改性沸石去除率较天然沸石有所提高；在实验选取NaCl浓度范围内，最高点出现在NaCl质量浓度为6%的时候，此时氨氮去除率为80%.与浓度为3%的NaCl相比，氨氮去除率相差不多，而浓度的增加则意味着药品成本的增加.因此，综合考虑去除率与经济成本，选择NaCl改性沸石的最佳质量浓度为3%.NaCl改性沸石机理主要是孔道吸附和离子交换.首先天然沸石经过NaCl改性后成为钠型沸石，Na＋置换了沸石孔道中原有半径较大的Ca2＋和Mg＋等，使沸石的有效孔径变大，空间位阻变小，内扩散速率提高，从而吸附容量变大.其次天然沸石经NaCl改性后，Na＋置换了沸石原有的部分Ca2＋，充当了平衡硅氧四面体上负电荷的作用.这些半径大且低电价的离子和沸石结构单元之间的作用比较弱，由于层间溶液的作用可以分散成更薄的单晶体，使沸石具有较大的内表面积［11］，从而显著地提高了沸石除氨氮能力.图1 不同NaCl质量浓度对除氨氮效果的影响图2 焙烧温度对除氨氮效果影响2.2 不同复合改性沸石吸附氨氮效果2.2.1 焙烧温度的确定由2.1实验结果可知，NaCl改性沸石最佳质量浓度为3%.称取一定量NaCl改性沸石，选取焙烧温度为0℃，100℃，200℃，300℃，400℃，500℃，600℃，在马弗炉中煅烧2h，结果如图2所示.在实验所选取的温度范围内，曲线的总体趋势是先升高后降低.在100℃～500℃时，氨氮去除率随着温度的升高而升高.温度大于500℃时，氨氮去除率随着温度的升高而降低.主要是因为温度较低时，沸石水、孔道有机物和碳酸盐的去除不够充分，空隙的吸附面积未能达到最大，从而使氨氮去除效果不佳.而温度超过600℃时，过高的温度破坏了沸石原有的晶体结构，使沸石孔道和空穴不同程度的吸附面积急剧降低. 天然沸石结构中形成的通道和空穴主要由沸石水、碳酸盐和有机物占据，若要使其具有更高的吸附性能，则需要去除以上物质.一般情况下，对沸石进行一定温度的焙烧后，沸石中的水和有机物即可被去除［12］.经过NaCl改性后的天然沸石，虽然对氨氮的吸附能力有所提高，但是提高幅度有限.本研究采用盐热复合改性，先后对沸石的内外表面进行可控制的改性，从而在盐改性的基础上提升沸石除氨氮的能力.2.2.2 盐酸浓度的确定由图3可知，盐＋酸改性沸石对其吸附性能影响较大.当HCl浓度为0.5mol／L时，氨氮去除率可达83%；当HCl浓度大于0.5mol／L 时，氨氮去除率随着盐酸浓度的增加而降低.盐＋酸改性沸石除氨氮效率降低，主要是盐酸的作用导致盐改性沸石的晶体结构发生一定的变化.姜霞［13］研究表明盐酸改性沸石有空穴，但是表面比较平整，不利于吸附.另外，盐改性沸石再单纯被盐酸改性时，在氨氮溶液中会与NH4＋存在竞争吸附，H＋离子会占据沸石中一定量的吸附点，从而影响了（盐＋酸）复合改性沸石对氨氮的去除效果.2.2.3 NaOH浓度的确定由图4可以看出，NaOH改性钠型沸石，除氨氮去除率保持在70%～82%之间，随着NaOH浓度增加氨氮去除率有所降低.这是因为经碱改性后的沸石改变了沸石的硅铝比，改变了相关的离子交换性能，Na＋离子可以被引入钠沸石孔道中，但盐改性沸石把孔道及空穴中的Ca2＋、Mg2＋离子交换达到饱和，高浓度的碱液可能会对钠型沸石生成的单晶片有一定程度的破坏，产生较大的中孔，改变了微孔吸附状态，在一定程度上减少了对氨氮的吸附量.图3 （NaCl＋HCl）复合改性沸石对氨氮氨氮效果的影响图4 （NaCl＋NaOH）复合改性沸石对除去除效果的影响3 结论（1）沸石经过质量浓度3%的NaCl（固液比为1g：100mL）改性后，当吸附时间长达60min时，其对氨氮的去除率可达80%.再在100℃～600℃温度下对此条件所制备的钠沸石进行煅烧2h，在煅烧温度为500℃下制备的盐热沸石，当吸附时间为30min时，除氨氮效率可达95%；盐热改性沸石对氨氮的去除率较天然沸石提高1.73倍，较盐改性沸石提高1.19倍.（2）利用盐热改性沸石作为吸附剂处理氨氮废水具有高效、经济、便捷等优点，因此在景观水体中是一种前景广阔的吸附剂.【相关文献】［1］郭晓东，李喜才.城市水污染问题及其防治措施研究［J］.科技传播，2012（10）：48. ［2］温州瑞，王丛丹，李文华，等.武汉城市湖泊水质及水体富营养化现状评价［J］.水生态学杂志，2013，34（5）：96－100.［3］张家利，张翠玲，党瑞.沸石在废水处理中的应用研究进展［J］.环境科学与管理，2013，38（3）：75－79.［4］张昕，塔娜.沸石在污水处理中的应用研究进展［J］.工业水处理，2011，31（7）：13－17. ［5］石太宏，吕灿，左莉娜.硅烷化改性沸石对重金属离子的吸附性能［J］.环境工程学报，2013，7（3）：1045－1052.［6］晏宗高，谢英惠.改性沸石除氟性能及热力学研究［J］.工业水处理，2009，29（12）：41－45.［7］ERDOGAN B，SAKLZC M，YORÜKOGULLAR E.Characterization and ethylene adsorption of natural and modified clinoptilolites［J］.Applied Surface Science，2008，254：2450－2457.［8］MALEKPOUR A，MILLANI M R，KHEIRKHAH M.Synthesis and characterization of aNaA zeolite membrane and its applications for desalination of radioactive solutions ［J］.Desalination，2008，225：199－208.［9］邓书平.改性沸石吸附处理氨氮废水试验研究［J］.中国非金属矿工业导刊，2012（5）：43－45.［10］夏芳.钠氏试剂光度法测定水中氨氮的质量控制［J］.环境科学与管理，2008，33（6）：128－129.［11］佟小薇，朱义年.沸石改性及其去除水中氨氮的实验研究［J］.环境工程学报，2009，3（4）：635－638.［12］将乐勇，林海，赵志英，等.盐热改性沸石去除氨氮的性能研究［J］.水处理技术，2010，36（8）：25－32.［13］姜霞，周小宁，丁明玉，等.天然沸石及改性沸石去除低浓度氨氮的研究［J］.环境科学研究，2008，21（5）：37－42.。

ZnO-ZnAl水滑石(ZZA)吸附水中磷酸盐性能研究

唐朝春，叶鑫，陈惠民，等.ZnO-ZnAl水滑石（ZZA)吸附水中磷酸盐性能研究[J].江苏农业科学,2017,45(15):279 -281.doi：10.15889/j.iss n.1002 - 1302.2017.15. 070ZnO-ZnAl水滑石（ZZA)吸附水中磷酸盐性能研究唐朝春，叶鑫，陈惠民，段先月，吴庆庆(华东交通大学土木建筑学院，江西南昌30013)摘要:采用揉合离心法、水热反应法和回流法工艺制备的ZnO-Z n A l水滑石（Z Z A)，重点考察Z Z A在水中吸附磷酸盐的性能及其影响因素。

结果表明，在强酸条件下,Z Z A溶出Zn2+和A l3+;在强碱条件下，溶液中的O H-会与磷酸根离子产生竞争,2种情况都会影响磷的吸附;磷酸根离子对Z Z A吸附位点的亲和力大于氯离子，可以获得更多的吸附位点，即使加大氯离子浓度，对磷酸根离子的影响也较小;前1个h主要通过离子交换进行快速吸附，10h后进人慢反应,逐渐达到吸附平衡;Z Z A的最大吸附容量^随吸附温度的升高而升高[9e(35丈）> g e(25丈）> g e(15丈）];Z Z A投加量的增加会带来更多的除磷吸附位点，直接影响磷吸附效果。

综合发现，Z Z A吸附磷酸盐不仅仅是单分子层化学吸附，还伴随着离子交换和表面吸附/络合等。

关键词:水滑石;吸附;磷酸盐;性能;影响因素中图分类号：X703.1 文献标志码：A文章编号：1002 -1302(2017)15 -0279 -03江苏农业科学2017年第45卷第15期一 279 —水环境污染已经成为制约我国经济发展的重要因素之一，水体富营养化是水环境污染中的代表。

总磷含量是水体富营养化中一项最重要的因子[1]。

水中磷含量过高会导致水生态系统崩溃，出现蓝藻暴发、水体恶臭、溶解氧减少、鱼虾大量死亡，人们食用这类鱼虾或水，也会间接造成人们内脏器官的衰竭[2]。

水滑石的有机改性及吸附性能研究

文章编号:1001-9731(2021)01-01161-06水滑石的有机改性及吸附性能研究*罗丹丹,原金海,彭英,莫丽琼,许静,奚锐,周婧,曾诚(重庆科技学院化学化工学院,重庆401331)摘要:采用十六烷基三甲基溴化铵(C T MA B)对镁铝水滑石(L D H)进行有机改性,通过X R D㊁S E M㊁R a m a n m a p p i n g等表征证明改性水滑石(C-L D H)具有良好的层间结构,改性剂C T MA B进入了水滑石内部㊂利用L D H 和C-L D H分别对有机污染物(直接黑G)和重金属离子(P b2+㊁C r6+㊁Z n2+㊁C u2+)的吸附能力进行考察,结果表明C-L D H对直接黑G和重金属离子吸附能力相比未改性前均有所提高㊂C-L D H对直接黑G和重金属离子同步吸附试验结果表明,其对直接黑G和C r6+离子是协同吸附,对P b2+㊁C u2+㊁Z n2+离子的是竞争吸附㊂通过C-L D H 吸附过程的热力学和动力学模型分析,C-L D H对直接黑G㊁P b2+㊁C u2+㊁Z n2+离子的吸附过程较符合F r e u n d l i c h 等温吸附模型,C r6+离子的吸附过程符合L a n g m u i r等温吸附模型;C-L D H对直接黑G和重金属离子的吸附行为符合准一级动力学方程㊂关键词:镁铝水滑石;有机改性;吸附性能;直接黑G;重金属离子中图分类号: O614文献标识码:A D O I:10.3969/j.i s s n.1001-9731.2021.01.0230引言水中的重金属具有高稳定性,有机物具有不易生物降解㊁毒性大等特点,均对生物的生存有较大的影响[1-2]㊂因此,选用1种合理的处理方法去除水中重金属离子和有机污染物是极为重要的㊂吸附法与其他处理废水的方法相比,具有操作简单㊁成本较低㊁污染较小的优点[3-5],而吸附剂的选择又是吸附法最为重要的一环㊂因此,选择一种来源广泛㊁成本低廉㊁吸附性能优良的吸附剂是高效处理废水的关键㊂水滑石具有独特的层状结构㊁优良的离子吸附和交换性能,能对重金属离子产生吸附㊁离子交换㊁沉淀㊁表面络合等作用,是一种很好的吸附剂选择㊂然而,天然水滑石品种较少㊁纯度低,结晶度不高,很难满足科学研究和实际应用的需求㊂因此,可以通过有机改性制备出具有更大吸附容量的改性水滑石,并且改性水滑石带有对有机物具有亲和性作用的基团以及更大的层间距,有利于在实际废水处理中应用[6-7]㊂本文选用十六烷基三甲基溴化铵对镁铝水滑石进行改性,研究水滑石改性前后对直接黑G和重金属离子的吸附性能,并对吸附过程进行吸附动力学和吸附等温模型拟合,以此来评价改性水滑石在水污染治理方面应用的可行性,达到追求高效低成本处理废水目的㊂1实验部分1.1主要试剂与仪器直接黑G㊁十六烷基三甲基溴化铵,盐酸,无水乙醇,甲醛,乙酸锌,氢氧化钠,氯化铵,均为分析纯;水滑石为化学纯;铅标液,铬标液,锌标液,铜标液均为国家标准试剂㊂U V1102型紫外分光光度计,T A S-986型原子吸收分光光度计,北京普析通用仪器有限责任公司; X R D-7000型X-射线衍射仪,岛津国际贸易(上海)公司;T e n s o r-27型傅里叶红外光谱仪,德国布鲁克B r u k e r公司;X p l o R A型拉曼光谱仪,HO R I B A(中国)贸易有限公司;F E IN o v a400型扫描电子显微镜,荷兰P h i l i p s-F E I公司;H T G-4型热重分析仪,恒久科学仪器厂(北京)㊂1.2改性水滑石的制备取水滑石(L D H)于100ħ下烘4h,取出置于干燥器内冷却至室温备用㊂分别称取10g水滑石和10g C T MA B用蒸馏水溶解,在50ħ㊁p H值调为11,充分搅拌,反应70m i n㊂用蒸馏水反复洗涤,110ħ干燥3h㊂将干燥样品研磨过60目筛,试样装袋好置于干燥器内备用,记为C-L D H㊂1.3分析方法1.3.1直接黑G和重金属离子标准工作曲线在最佳波长200n m下用测定不同浓度直接黑G 的吸光度,绘制其标准工作曲线为A=0.037C(R2= 0.9919)㊂用原子分光光度计分别测出不同浓度下的重金属离子P b2+㊁C r6+㊁Z n2+㊁C u2+其对应的吸光度,绘制出标准工作曲线分别为:A=0.0127C(R2= 0.9922),A=0.0115C(R2=0.9957),A=0.0115C(R216110罗丹丹等:水滑石的有机改性及吸附性能研究*基金项目:国家自然科学基金资助项目(N o.51708075);重庆市教委科学技术研究资助项目(K J1713335)收到初稿日期:2020-06-25收到修改稿日期:2020-08-22通讯作者:原金海,E-m a i l:w e n z h u y u a n@126.c o m㊂作者简介:罗丹丹(1994 ),女,重庆梁平人,在读硕士,师承原金海副教授,从事水处理技术研究㊂=0.9957),A=0.1943C(R2=0.9937)㊂1.3.2水滑石吸附实验在室温下,采用静态吸附,废水p H值调节到8ʃ0.3,计算废水中被吸附物质的去除率㊂单独吸附实验中,取0.0500g吸附剂,单独处理25m L含直接黑G㊁P b2+㊁C u2+㊁C r6+㊁Z n2+的单一废水;同步吸附实验中,取0.1000g吸附剂,处理50m L含有直接黑G㊁P b2+㊁C u2+㊁C r6+㊁Z n2+的混合废水㊂其中直接黑G溶液的浓度为20μg/m L,P b2+㊁C u2+㊁C r6+㊁Z n2+离子浓度分别为10.0㊁4.0㊁2.0㊁0.4μg/m L㊂2结果与讨论2.1表征分析如图1所示,L D H和C-L D H有明显镁铝水滑石衍射特征峰㊂C-L D H的衍射特征峰比L D H左移,晶格常数变大,这是因为改性剂C T MA B基团比主体原子大,进入水滑石层间,增大了层间间距,推测C T-MA B进入水滑石内部[8]㊂根据图2,C-L D H在2920㊁2844c m-1处是C T MA B的-C H3和-C H2-的伸缩振动峰㊂说明C T MA B已经进入到水滑石的层间结构㊂C-L D H中水滑石的特征峰依然存在,说明C T MA B没有对晶体结构产生影响[9-10]㊂图1 L D H及C-L D H的X R D谱图F i g1X R Ds p e c t r a o fL D Ha n dC-L D H图2 L D H㊁C-L D H和C T MA B的F T-I R谱图F i g2F T-I Rs p e c t r a o fL D H,C-L D Ha n dC T MAB图3 C-L D H的S E M图F i g3S E Mi m a g e s o f t h eC-L DH图4 C-L D H R a m a nm a p p i n g图F i g4C-L D H R a m a nm a p p i n g d i a g r am图5水滑石的T G-D S C图F i g5T G-D S Cd i a g r a mo f h y d r o t a l c i t e261102021年第1期(52)卷根据图3,C -L D H 的S E M 图可以看出C -L D H 具有清楚且相对均匀的层间结构,说明采用C T MA B 对水滑石改性不会破坏其层间结构㊂结合图4分析,能推测C T MA B 已经进入L D H 的晶格内,进入水滑石内部[11-12]㊂如图5所示,L D H 和C -L D H 在a -b 阶段对应的是外部和层间的结晶水的蒸发引起的;C -L D H 在此阶段还有层间C T M A B 分解导致的失重㊂b -c 阶段的质量变化是内部结合水的损失和层板羟基缩水并脱除C O 2,以及形成了比较稳定的镁铝双金属氧化物㊂c -d 阶段,对应金属氧化物的晶型发生改变,如镁铝水滑石开始形成尖晶石型的氧化镁等[13-14]㊂材料的热稳定性较好,能够良好的运用于水中重金属离子和有机物的吸附㊂2.2 吸附性能的研究2.2.1 直接黑G 和重金属离子的单独吸附由图6和表1,C -L D H 对直接黑G 和P b 2+㊁C r6+㊁Z n 2+㊁C u 2+去除率均有所提高㊂C -L D H 改性后层间带有对有机物具有亲和性作用的十六烷基三甲基基团,从而增强对有机物的吸附能力,改性后层间距增大后金属离子更容易进入吸附剂内部[15]㊂图6 水滑石的单独吸附F i g 6I n d i v i d u a l a d s o r p t i o no f h y d r o t a l c i t e 表1 水滑石单独吸附数据T a b l e 1H y d r o t a l c i t e i n d i v i d u a l a d s o r pt i o nd a t a 吸附质吸附剂直接黑G P b2+C r6+C u2+Z n2+L D H 57.53%87%34.78%80.44%36.02%C -L D H69.48%96.84%76.09%99.74%91.55%2.2.2 直接黑G 和重金属离子的同步吸附结合表1和表2数据可得,在同步吸附试验中,L D H 对直接黑G ㊁P b 2+和Z n 2+离子是竞争吸附,C r6+和C u 2+离子是协同吸附;C -L D H 对直接黑G 和C r6+离子是协同吸附,对P b 2+㊁C u 2+㊁Z n 2+离子的是竞争吸附㊂原因是C -L D H 带有对有机物具有亲和作用的基团,C -L D H 吸附位点被带有较高电荷的C r6+离子占位后,其他离子位点不够产生竞争吸附[16-17]㊂图7 水滑石的同步吸附F i g 7S y n c h r o n o u s a d s o r p t i o no f h yd r o t a l c i te 36110罗丹丹等:水滑石的有机改性及吸附性能研究表2 水滑石共同吸附数据T a b l e 2H y d r o t a l c i t e c o -a d s o r pt i o nd a t a 吸附质吸附剂直接黑G P b2+C r6+C u2+Z n2+L D H 50.49%78.74%63.04%97.74%10.67%C -L D H70.27%70.08%86.96%72.74%39.64%2.3 吸附等温线和动力学研究分别研究材料对直接黑G 溶液和重金属P b2+㊁C r 6+㊁Z n 2+㊁C u 2+混合溶液的吸附行为㊂其中,25.00m L 的直接黑G 浓度为20m g/L ;25.00m L 的混合重金属离子溶液,其中C P b 2+=10.0μg /m L ,C C r 6+=10.0μg /m L ,C C u 2+=10.0μg /m L ,C Z n 2+=20.0μg /m L ㊂通过测量数据,对吸附过程进行分析以及数据拟合㊂2.3.1 吸附等温线采用L a n g m u i r (1)和F r e u n d i l c h (2)等温线吸附模型对吸附平衡数据进行拟合[18],结果见表3㊂C e Q e =C e Q m +1Q m K L(1)l g Q e =1nl g C e +l gK F (2)式中,C e (m g/L )为吸附质的平衡浓度;Q e 和Q m (m g /g )分别为吸附平衡时,吸附质平衡吸附量和理论最大吸附量;K L 为L a n g m u i r 吸附平衡常数;K F 和n 分别是与吸附能力和强度相关的F r e u n d i l c h 常数㊂表3 水滑石的吸附等温模型参数T a b l e 3P a r a m e t e r s o f t h e a d s o r p t i o n i s o t h e r m m o d e l o f h yd r o t a l c i te 吸附剂被吸附离子L a n g m u i r F r e u n d i l c h Q mK LR 2K FnR 2L D H直接黑G13.651.000.975.733.720.77P b2+4.160.170.952.5612.320.07C r6+2.140.450.951.014.420.64C u2+59.520.070.713.891.180.99Z n2+7.640.090.931.434.260.96C -LD H直接黑G27.930.120.824.874.070.87P b 2+4.410.040.963.001.770.99C r6+2.410.240.931.372.720.91C u 2+4.360.340.911.111.560.93Z n2+10.850.170.811.751.810.98由表3数据,对直接黑G 吸附数据拟合结果可得,L D H 中F r e u n d i l c h 吸附等温模型中n 值为3.72,C -LD H 中n 值增加为4.07,表明改性水滑石中C T -MA B 进入水滑石内部对有机物具有亲和作用,C -L D H 比L D H 对直接黑G 更容易吸附[19]㊂L D H 对重金属离子的吸附过程,P b 2+㊁C r6+和C u 2+㊁Z n 2+分别对L a n gm u i r 和F r e u n d l i c h 等温吸附模型有更高的相关系数R 2,表明对P b 2+㊁C r 6+的吸附过程更加符合L a n gm u i r 吸附等温吸附模型,对C u 2+㊁Z n 2+的吸附过程更加符合F r e u n d l i c h 吸附等温吸附模型㊂C -L D H 对重金属离子的吸附过程,C r6+的吸附用L a n gm u i r 吸附等温方程拟合较好,F r e u n d l i c h 等温吸附方程拟合P b 2+㊁C u 2+㊁Z n2+得更好㊂2.3.2 吸附动力学为了研究改性水滑石C -L D H 对直接黑G 和重金属离子吸附过程的动力学,采用准一级动力学模型方程(3)和准二级动力学模型方程(4)来描述吸附过程,所得数据汇总于表4㊂1Q t =K 1Q 1æèçöø÷1t +1Q t(3)Q t =K 2t 0.5+C (4)式中,Q t 和Q 1(m g /g)分别为时间t 时和达到平衡时的吸附量,K 1和K 2分别是准一级准二级动力学模型中的吸附速率常数㊂由表4可以看出来,L D H 和C -L D H 对直接黑G吸附过程,准二级动力学模型有一个更高的相关系数R 2,说明直接黑G 在L D H 和C -L D H 上的吸附准二级动力学模型更占优势,即吸附过程中的速率控制步骤主要为化学吸附[20]㊂L D H 对重金属离子的吸附过程,二级动力学模型有一个更高的相关系数R 2,说明L D H 对重金属离子的吸附准二级动力学模型能更好地描述㊂C -L D H 对重金属离子的吸附过程,一级动力学模型的R 2更接近1,说明C -L D H 对直接黑G 和重金属离子的吸附准一级动力学模型能更好地描述㊂461102021年第1期(52)卷表4 水滑石的吸附动力学模型参数T a b l e 4M o d e l p a r a m e t e r s o f h y d r o t a l c i t e a d s o r pt i o nk i n e t i c s 吸附剂被吸附离子准一级动力学准二级动力学Q 1K 1R 2C K 2R 2L D H直接黑G0.01655.890.83310.00050.00050.8477P b 2+0.00599.53680.91090.00190.00040.9401C r6+0.010823.84100.80770.00210.00040.9583C u 2+0.00481.09000.85730.00380.00010.9053Z n2+0.00800.65000.97850.00670.00020.9806C -LD H直接黑G0.00886.180.90924.34191.60150.9066P b2+0.006811.15610.91660.000060.00070.9247C r6+0.007210.4220.8526-0.000030.00020.8502C u2+0.00490.83820.95770.00950.000060.9101Z n2+0.01072.11460.92790.00110.00010.82923 结论(1)采用C T MA B 改性后的C -L D H 对直接黑G 和P b 2+㊁C r 6+㊁C u 2+㊁Z n2+离子的吸附率和平衡吸附量均有增加,吸附效果有明显的提升㊂(2)在同步吸附实验中,L D H 对直接黑G ㊁P b 2+和Z n 2+离子是竞争吸附,C r 6+和C u2+离子是协同吸附;C -L D H 对直接黑G 是协同吸附,对P b 2+,C u 2+,Z n 2+离子是竞争吸附,C r6+离子是协同吸附㊂(3)C -L D H 对直接黑G ,P b 2+,C u 2+,Z n2+离子的吸附较符合F r e u n d l i c h 等温吸附模式,对C r 6+离子的吸附过程较符合L a n gm u i r 等温吸附模式㊂C -L D H 对直接黑G 和重金属离子的吸附过程用准一级动力学方程能更好地描述㊂参考文献:[1] H o uX i u j u a n .T a l k i n g ab o u t t h e p o l l u t i o n s o u rc e s a n dh a z -a rd so f he a v y me t a l s i nw a t e r a n d t h e i r r e m o v a lm e t h o d s [J ].B e v e r a g e I n d u s t r y,2019,22(5):73-77(i nC h i n e s e ).侯秀娟.浅谈水中重金属的污染来源和危害及去除方法[J 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t a l .S t u d y on S y n t h e s i s ,M i c r o s t r u c t u r ea n d A d s o r p t i o nP r o pe r t i e sof C o -Mg A lT e r n a r y H y d r o t a l c i t e [J ].J o u r n a l o fA r t i f i c i a l C r y s t a l s ,2017(8):108-114(i nChi n e s e ).仇满德,韩庆娇,崔炎龙,等.C o -M gA l 三元类水滑石的合成㊁微结构及吸附性能研究[J ].人工晶体学报,2017(8):108-114.[20] L e eK B ,V e r d o o r e nA ,C a r a m H S ,e t a l .C h e m i s o r p-t i o no f c a r b o nd i o x i d eo n p o t a s s i u m -c a r b o n a t e -pr o m o t e d h yd r o t a l c i te [J ].J o u r n a lof C o l l o i d &I n t e r f a c ee n c e ,2007,308(1):30-39.S t u d y o no r g a n i cm o d i f i c a t i o na n d a d s o r p t i o n p r o p e r t i e s o f h yd r o t a l c i te L U O D a n d a n ,Y U A NJ i n h a i ,P E N G Y i n g,MO L i q i o n g ,X UJ i n g,X IR u i ,Z H O UJ i n g ,Z E N GC h e n g (C o l l e g e o fC h e m i s t r y a n dC h e m i c a l E n g i n e e r i n g ,C h o n g q i n g U n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y,C h o n g q i n g 401331,C h i n a )A b s t r a c t :C e t y l t r i m e t h y l a mm o n i u mb r o m i d e (C T MA B )w a su s e d t oo r g a n i c a l l y m o d i f y t h em a gn e s i u ma l u m i -n u mh y d r o t a l c i t e (L D H ).X R D ,S E M ,R a m a n m a p p i n g an do t h e rc h a r a c t e r i z a t i o n s p r o v e dt h a t t h e m o d i f i e d h y d r o t a l c i t e (C -L D H )h a da g o o dl a ye r i nt h es t r u c t u r e ,a n dt h e m o d if i e rC T MA Be n t e r e dt h e i n s i d eo f t h e h y d r o t a l c i t e .L D H a n dC -L D H w e r eu s e dt o i n v e s t ig a t eth ea d s o r p ti o nc a p a c i t y o fo r ga n i c p o l l u t a n t s (d i r e c tb l ac kG )a n dh e a v y m e t a l i o n s (P b 2+㊁C r 6+㊁Z n 2+㊁C u 2+).I t p r o v e d t h a t t h ea d s o r p t i o nc a p a c i t y ofC -L D Hf o r d i r e c t b l a c kGa n d h e a v y m e t a l i o n sw a s i m p r o v e d c o m pa r e dw i t h t h a tb e f o r em o d i f ic a t i o n .T h e r e s u l t s o f s i m u l -t a n e o u s ad s o r p t i o ne x p e r i m e n t s of C -L D Ho nd i r e c t b l a c kGa n dh e a v y m e t a l i o n s s h o w e d t h a t i tw a s a c o o p e r a -t i v e a d s o r pt i o no nd i r e c t b l a c kGa n dC r 6+i o n s ,b u t a c o m p e t i t i v e a d s o r p t i o n o nP b 2+,C u 2+a n dZ n 2+i o n s .A c -c o r d i n g t ot h et h e r m o d y n a m i ca n dk i n e t i c m o d e la n a l y s i so ft h eC -L D H a d s o r p t i o n p r o c e s s ,t h ea d s o r pt i o n pr o c e s s o fC -L D Hf o r d i r e c t b l a c kG ,P b 2+,C u 2+a n dZ n 2+i o n sw a sm o r e i n l i n ew i t h t h eF r e u n d l i c h i s o t h e r m a d s o r p t i o nm o d e l ,a n d t h eC r 6+i o na d s o r p t i o n p r o c e s sw a s i na c c o r d a n c ew i t ht h eL a n g m u i r i s o t h e r ma d s o r p-t i o nm o d e l .T h e a d s o r p t i o nb e h a v i o ro f -L D Ht od i r e c tb l a c kGa n dh e a v y me t a l i o n s c o nf o r m e dt o t h 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水滑石基复合材料的电催化分解水性能研究

水滑石基复合材料的电催化分解水性能研究发布时间：2022-10-19T10:36:16.339Z 来源：《科学与技术》2022年第11期6月作者：沈丽[导读] 氢能因具有能量密度高和可再生的特点，被认为是最具代表性的清洁能源之一。

沈丽身份证:51102319800109****摘要：氢能因具有能量密度高和可再生的特点，被认为是最具代表性的清洁能源之一。

电解水制氢原理简单、原料易得，是产氢的理想手段。

电解水分为阳极的析氧反应（OER）和阴极的析氢反应（HER）。

而水滑石类层状金属氢氧化物具有一定的析氧活性，可以在电解水制氢中得以运用，基于此，本文对水滑石基复合材料的电催化分解水性能进行研究，分析了水滑石的结构和性质，继而综述前人研究，分析水滑石基复合材料作为析氧反应催化剂的性能。

关键词：水滑石基复合材料；催化剂；电解水制氢一、前言社会经济的高速发展和工业文明的进程不断推进，离不开人类对化石燃料等资源的开发利用。

由于早期人类对资源情况的乐观态度和资源的挥霍使用且没有做到恰当的处理方式等因素，引发了现如今的能源紧缺和环境污染等一系列全球性问题。

基于该现况的条件产生，开发利用可持续、高效率、低成本和无污染的清洁可持续性绿色能源变得刻不容缓。

众所周知，水是世界上最丰富的资源，氢能是最理想的高能量密度、可再生的清洁能源。

因此，氢能的开发利用是能源领域的重点发展方向。

水解制氢的方法有很多，其中最理想的是电解水制氢，原理简单，原料易得，产生的氢气纯度高，可以避免污染气体的产生，是解决能源危机最有效的方法。

电解水制氢虽在制氢产业中因耗电量大，难以大规模推广，但在未来制氢的核心技术中将具有很大比例的社会市场。

电解水制氢的主要节点是设计一种低廉、性能高和稳定性能高的催化剂，以低能耗达到催化水的高效分解。

贵金属及其氧化物在电解水的催化剂中性质最为优异。

在电解水中，析氧反应（OER）中钌（Ru）和铱（Ir）的催化性质好，析氢反应（HER）中铂（Pt）金属催化性质最为高效，但因贵金属在地球丰度低且价格高昂，并不能满足大规模产氢的现实需求。